矿用液压安拆架的结构改进与力学特性研究

摘要

本文通过对矿用液压安拆架工作环境的考察，以及对国产已有同类设备的借鉴，改进设计出一种结构更加合理、工作更加安全稳定的矿用液压安拆架。
　　主要进行了以下设计研究:在国产已有同类设备的基础上，进行结构方案分析并设计出改进型矿用液压安拆架，并建立三机的三维模型;对国产已有同类设备和改进型安拆架进行了静力学应力应变性能的三机对比分析，验证了改进型安拆架在力学性能上的优势（同等负载下，其结构更合理、力学性能更好）;对改进型安拆架的结构进一步进行拓扑优化，得到了辅助液压支柱的最优选定位置;优化了改进型安拆架的侧横梁的掏空切除尺寸，得到了保证使用性能不降低前提下的整机最优材料消耗值，节省了材料、降低了生产成本;利用ADAMS和ANSYSWorkbench软件，对改进型安拆架的动力学（及瞬态动力学）性能进行分析得出:1、起吊液压缸起吊同步性越好，机身所受内力矩导致的破坏级别越低、整机稳定性越好;2、前后起吊液压缸不同步时，整机稳定性最差。为该类设备的工作稳定性及安全性研究提供了参考依据。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景及研究意义

1．2 国内外矿用液压安拆架的发展现状

1．3 课题的研究目的

1．4 本文主要研究内容和方法

2 矿用液压安拆架结构的改进方案设计

2．1 矿用液压安拆架的主要设计参数

2．1．1 改进型矿用液压安拆架作业空间参数

2．1．2 矿用液压安拆架的主要设计参数

2．2 矿用液压安拆架的工况和工序分析

2．2．1 井下工作面工况分析

2．2．2 矿用液压安拆架常见工序

2．3 矿用液压安拆架的机械结构改进设计

2．3．1 已有的国内矿用液压安拆架结构简析

2．3．2 改进型矿用液压安拆架的结构改进简析

2．4 改进型矿用液压安拆架的液压系统设计

2．4．1 液压系统方案设计

2．4．2 液压系统参数设计

2．5 本章小结

3 矿用液压安拆架整机三维模型的建立

3．1 Solidworks三维建模软件及其特点

3．2 Solidworks软件建立机械系统模型的步骤

3．3 矿用液压安拆架简化模型的建立

3．3．1 假设与简化

3．3．2 矿用液压安拆架三维建模

3．3．3 简化模型的装配

3．3．4 干涉检查

3．4 本章小结

4 矿用液压安拆架结构静力学分析

4．1 有限元分析及ANSYS Workbench软件的应用

4．1．1 有限元分析简述

4．1．2 ANSYS Workbench软件的应用

4．2 三维模型的导入及相关参数的设定

4．2．1 ANSYS Workbench三维模型的导入

4．2．2 网格划分

4．2．3 施加载荷与约束

4．3 ANSYS Workbench仿真对比分析

4．4 矿用液压安拆架结构的拓扑优化

4．4．1 拓扑优化技术及其软件应用

4．4．2 ANSYS Workbenoh拓扑优化参数设置

4．4．3 ANSYS Workbenoh目标驱动优化仿真分析

4．5 本章小结

5 矿用液压安拆架结构动力学分析

5．1 虚拟样机及其技术、ADAMS软件的应用

5．2 基于ADAMS的矿用液压安拆架动力学仿真

5．2．1 矿用液压安拆架ADAMS环境下建模

5．2．2 矿用液压安拆架ADAMS模型参数设置

5．2．3 矿用液压安拆架ADAMS动力学仿真

5．3 矿用液压安拆架瞬态动力学分析

5．3．1 瞬态动力学分析的求解方法

5．3．2 瞬态动力学分析ANSYS Workbenoh相应参数设置

5．3．3 瞬态动力学分析结果与分析

5．4 本章小结

6 结论及展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

作者简历

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