發(fā)布時間：2018-04-06 02:24

  本文選題：板式液壓支架　切入點(diǎn)：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)　出處：《中國礦業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：板式液壓支架是一種應(yīng)用于綜采工作面的新型支護(hù)設(shè)備,該板式支架去掉了傳統(tǒng)液壓支架的四連桿機(jī)構(gòu),引入了插柱結(jié)構(gòu),具有結(jié)構(gòu)簡單、抗沖擊能力強(qiáng)、設(shè)計(jì)周期短、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。本文根據(jù)板式液壓支架的設(shè)計(jì)要求及結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對支架進(jìn)行了總體設(shè)計(jì),確定了支架的主要參數(shù),并對支架零部件進(jìn)行了完整地設(shè)計(jì)。在性能參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)的基礎(chǔ)上,使用Pro/E軟件建立了板式液壓支架的三維模型。在支架受力狀況惡劣的工況下,使用ANSYS Workbench軟件對支架進(jìn)行了靜力學(xué)分析,分析結(jié)果顯示該支架滿足強(qiáng)度和剛度要求。根據(jù)分析結(jié)果,得到了板式支架部件最大應(yīng)力出現(xiàn)的位置,合理的改進(jìn)了板式支架部件的結(jié)構(gòu)。為了提高板式液壓支架的經(jīng)濟(jì)性能,在滿足強(qiáng)度和剛度的條件下,對該支架減重進(jìn)行研究。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)工程結(jié)構(gòu)減重的較佳方案,本文使用了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的拓?fù)鋬?yōu)化和尺寸優(yōu)化。根據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化理論,使用Hyperworks軟件中Opti Struct模塊對該支架頂梁進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì),分析優(yōu)化結(jié)果可以得到頂梁橫筋板的數(shù)量及最佳布置形式。在此頂梁拓?fù)鋬?yōu)化方案基礎(chǔ)上,更新支架模型,根據(jù)尺寸優(yōu)化理論,使用ANSYS Workbench軟件中Design Explorer模塊對支架關(guān)鍵部件進(jìn)行多工況優(yōu)化,分析優(yōu)化結(jié)果得到頂梁和底座最佳的尺寸方案。本文對板式液壓支架進(jìn)行了設(shè)計(jì),并進(jìn)行了有限元分析、拓?fù)鋬?yōu)化分析和尺寸優(yōu)化分析,為以后的板式液壓支架研究提供了參考。
[Abstract]:Plate hydraulic support is a new support equipment used in fully mechanized mining face. The plate support removes the four-link mechanism of the traditional hydraulic support, and introduces the inserted column structure, which has the advantages of simple structure, strong impact resistance and short design period.The maintenance is convenient and so on.According to the design requirements and structural characteristics of the plate hydraulic support, the overall design of the support is carried out, the main parameters of the support are determined, and the components of the support are completely designed.On the basis of performance parameters and structural parameters, a three-dimensional model of plate hydraulic support was established by using Pro/E software.The statics analysis of the support is carried out by using ANSYS Workbench software under the condition of poor stress condition. The results show that the support meets the requirements of strength and stiffness.According to the analysis results, the position of the maximum stress of the plate support component is obtained, and the structure of the plate support component is improved reasonably.In order to improve the economic performance of the plate hydraulic support, the weight loss of the support was studied under the condition of strength and stiffness.Structural optimization design is a better way to reduce weight of engineering structure. In this paper, topology optimization and size optimization are used in structural optimization design.According to the theory of topology optimization, Opti Struct module in Hyperworks software is used to optimize the topology of the top beam of the bracket. By analyzing the optimization results, the number of transverse stiffeners and the optimal layout can be obtained.On the basis of the topology optimization scheme of the top beam, the support model is updated. According to the dimension optimization theory, the key components of the support are optimized by using the Design Explorer module in the ANSYS Workbench software. The optimum size scheme of the top beam and the base is obtained by analyzing the optimization results.In this paper, the plate hydraulic support is designed, and finite element analysis, topology optimization analysis and dimension optimization analysis are carried out, which provides a reference for the future research of plate hydraulic support.
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD355.4

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本文編號：1717561