20MN液壓支架試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)力學(xué)分析.pdf

1、液壓支架是煤礦綜采工作面安全和高效的保證，作為其出廠(chǎng)檢驗(yàn)和型式試驗(yàn)的關(guān)鍵設(shè)備，液壓支架試驗(yàn)臺(tái)主要對(duì)液壓支架的密封性、強(qiáng)度、壽命及立柱安全閥的開(kāi)啟壓力等進(jìn)行檢測(cè)。由于模擬的是井下高壓環(huán)境，試驗(yàn)過(guò)程又是反覆循環(huán)加載，因此對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的整體結(jié)構(gòu)性能和使用壽命都有較高的要求。
　　 本課題所研究的20MN液壓支架試驗(yàn)臺(tái)是在12MN液壓支架試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái)，因此很有必要對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核和疲勞壽命研究。傳統(tǒng)的強(qiáng)度校核方法建立的數(shù)學(xué)

2、模型簡(jiǎn)化過(guò)多，計(jì)算結(jié)果誤差比較大，樣機(jī)制造試驗(yàn)劇期長(zhǎng)，耗費(fèi)人力物力。本文借鑒國(guó)內(nèi)外已經(jīng)在工程實(shí)踐當(dāng)中獲得廣泛應(yīng)用的有限單元法并借助計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)液壓支架試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能和疲勞壽命進(jìn)行研究分析。
　　 首先用三維軟件Pro/E建立液壓支架試驗(yàn)臺(tái)的CAD模型，導(dǎo)入到Hypermesh和MSC.Patran軟件里進(jìn)行必要的前處理，得到試驗(yàn)臺(tái)的有限元模型，然后調(diào)用MSC.Nastran分別進(jìn)行線(xiàn)性靜力計(jì)算，得到了液壓支架試驗(yàn)臺(tái)在頂梁偏

3、載、頂梁扭轉(zhuǎn)和水平加載工況下的應(yīng)力云圖。通過(guò)對(duì)計(jì)算結(jié)果分析和材料強(qiáng)度校核，可知原來(lái)設(shè)計(jì)中所用的材料在局部位置應(yīng)力強(qiáng)度不足，需要在局部更換強(qiáng)度更高的材料。
　　 對(duì)液壓支架試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行疲勞壽命分析研究是在MSC.Fatigue中用全壽命分析法進(jìn)行。用Nastran對(duì)液爪支架試驗(yàn)臺(tái)有限元模型進(jìn)行自由模態(tài)分析，模態(tài)結(jié)果義件作為疲勞分析的基本幾何應(yīng)力信息模型，模態(tài)中性文件用于MSC.Adams/Flex進(jìn)行柔性分析輸出模態(tài)位移時(shí)間歷程。依