基于虚拟样机技术的单体液压支柱设计研究

摘要

本文是针对目前普采与高档普采工作面广泛使用单体液压支柱进行支护、煤矿井下地质条件复杂、单体液压支柱更新换代快等特点，提出了把虚拟样机技术应用于单体液压支柱设计中这一新的设计方法。
　　介绍了虚拟样机技术的概念，国内外液压支柱的发展状况以及利用虚拟样机技术进行单体液压支柱设计的意义；介绍了单体液压支柱的结构特点、工作原理及其主要参数的设计计算,主要部件间的密封连接方式；介绍了参数化设计的概念，在UG环境下完成了单体液压支柱零部件的三维参数化造型设计，用电子表格法实现了活塞的参数化部件族的建立，并采用自底向上的装配方式，完成了支柱的虚拟装配；介绍了有限元法的基本原理及ANSYS软件，在ANSYS环境下，完成了单体液压支柱主要承载部件的应变、应力分析，根据零部件在支柱承载状态下变形量的大小验证了零部件的设计是否合理；最后应用ADAMS软件实现了单体液压支柱的动力学仿真分析。
　　这种设计方法很好地解决了单体液压支柱制造成本高、制造出样机进行试验的毁坏性严重、又很难在试验中确定零件故障原因等问题，从而达到了缩短设计周期、节约设计经费、提高产品设计效率的目的，对煤矿井下安全生产具有非常重要的意义。

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Contents

1 绪 论

1.1 课题的提出

1.2 国内外单体液压支柱的发展状况

1.3 本课题研究的主要内容及意义

1.4 小 结

2 虚拟样机技术

2.1 虚拟样机技术的概念和作用

2.2 虚拟样机技术的形成与发展

2.3 虚拟样机技术的特点及应用

2.4 虚拟样机技术与单体液压支柱设计

2.5 小 结

3 DZ型外注式单体液压支柱

3.1 引言

3.2 DZ型外注式单体液压支柱的结构

3.3 DZ型外注式单体液压支柱的工作原理

3.4 DZ型外注式单体液压支柱的设计

3.5 小结

4 基于UG_NX的单体液压支柱三维参数化设计

4.1 前 言

4.2 单体液压支柱主要零部件的三维参数化设计

4.3 单体液压支柱的装配

4.4 小 结

5 基于CAE技术的单体液压支柱分析

5.1 CAE技术及其应用

5.2 有限元分析及ANSYS软件概述

5.3 单体液压支柱关键零部件的静力分析

5.4 小 结

6 基于ADAMS软件的单体液压支柱运动仿真分析

6.1 ADAMS简介

6.2 ADAMS的设计流程

6.3 单体液压支柱的运动仿真分析

6.4 小结

7 总结与展望

致谢

参考文献

硕士研究生期间发表的论文