液压支架顶梁危险截面疲劳可靠性预测方法研究

摘要

液压支架作为煤矿井下重要支护装备，是保证煤矿安全生产的重要因素，其可靠性决定着整个综采工作面的生产安全。为了保证三机配合安全高效完成采煤任务，需要时刻掌握液压支架的可靠性情况，以便及时维护和保养，使液压支架可靠性维持在一个较高的水平，因此亟需开展液压支架可靠性研究。可靠性预测是可靠性工程实施的基础，论文主要研究了液压支架顶梁危险截面疲劳可靠性的预测方法。
　　通过正交试验分析了由于顶板破碎程度不同导致顶梁外载作用位置不同的情况下，不同外载位置对顶梁最大应力的影响，获取了顶梁危险截面位置。在此基础上，研究了顶梁危险工况下可靠性加载试验，分析了可靠性试验数据的处理方法和顶梁结构疲劳强度统计处理方法。结合顶梁危险截面应力概率分布和疲劳强度概率分布，采用时变“应力—强度干涉模型”研究了预测液压支架顶梁危险截面可靠性的方法。通过对在役液压支架可靠性的研究，给出了一种在维修时间数据为小样本的情况下在役液压支架可靠性预测的方法。

目录

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致谢

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 国内外研究现状

1．2．1 可靠性研究现状

1．2．2 疲劳问题研究现状

1．2．3 液压支架可靠性研究现状

1．3 本文研究内容

2 液压支架顶梁可靠性建模与求解方法

2．1 可靠性的定义

2．2 顶梁结构疲劳可靠性模型

2．3 顶梁干涉模型解析计算方法

2．3．1 一次二阶矩法

2．3．2 二次三阶矩法

2．4 本章小结

3 液压支架顶梁危险工况与危险截面分析

3．1 液压支架受力分析

3．2 液压支架顶粱危险工况的正交试验分析

3．2．1 液压支架顶粱三维建模

3．2．2 模型简化

3．2．3 材料属性与网格划分

3．2．4 顶梁虚拟样机正交设计

3．2．5 顶梁正交试验结果分析

3．3 危险截面位置确定

3．4 本章小结

4 顶梁可靠性应力试验及数据分析

4．1 液压支架可靠性试验相关准备

4．2 试验方案

4．3 试验结果及数据处理

4．3．1 Bootstrap数据处理方法原理

4．3．2 基于Bootstrap的顶梁危险截面应力数据处理

4．4 本章小结

5 顶梁疲劳强度分析与可靠性量化

5．1 支架顶梁疲劳强度分析方法

5．2 顶梁常用材料及强度算例

5．2．1 使用16Mn代替Q460获得保守估计

5．2．2 拟合Q460材料的P-S-N曲线

5．3 液压支架可靠性算例

5．4 本章小结

6 基于维修时间的在役液压支架可靠性评估方法

6．1 在役液压支架可靠性模型

6．1．1 基于维修时间的液压支架可靠性建模方法

6．1．2 威布尔分布模型

6．2 液压支架小样本失效数据统计分析

6．2．1 神经网络数据扩充法

6．2．2 支持向量机小样本回归分析

6．3 本章小结

结论

参考文献

作者简历

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