液压支架动载特性及疲劳寿命分析

摘要

液压支架是综采设备中重要的组成部分，其主要作用是控制顶板及为煤炭生产工人提供作业空间，其能否安全、可靠的运行直接影响到煤炭的正常生产与煤炭生产工人的人身安全。液压支架何时该进行大修与报废一直困扰着使用单位，如果大修、报废过早，就浪费了人力物力;如果大修、报废过晚，将直接影响着煤炭生产工人的生命安全。因此，判断液压支架的剩余寿命具有重大的科研意义与经济效益。
　　 本文首先对液压支架技术及其发展情况以及疲劳寿命分析基础理论做了简要介绍，然后对补连塔煤矿32206工作面顶板来压数据进行采集并对采集到的数据进行处理，得出顶板来压时的最大值及来压步距;其次建立ZY10800/28/63型液压支架的三维模型并对其进行简化处理为后面的有限元分析做准备，并且将液压支架主体结构件在平面内进行简化并依据采集的数据进行平面静力学分析;接着对简化后的液压支架三维模型进行有限元分析，以计算的结果为加载条件，得到液压支架结构件的最大应力点及最大变形量;接着对液压支架结构件的疲劳寿命进行分析，得到疲劳寿命云图并对使用可以达到的循环次数进行预测;最后将分析的结构与实际使用情况进行比对，验证该方法的可行性。
　　 经过分析，本文最后得到的结果与液压支架实际使用情况比较相符，论证了有限元分析方法对液压支架结构件疲劳寿命进行分析的可行性，为以后神东矿区液压支架结构件疲劳寿命的判断提供理论依据。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的提出

1．2 研究现状

1．2．1 大采高支架国内外研究现状

1．2．2 液压支架疲劳寿命研究现状

1．3 论文的研究内容

1．4 课题研究的关键技术

第二章 疲劳寿命分析的基本理论

2．1 疲劳

2．1．1 疲劳的定义及特点

2．1．2 疲劳的分类

2．1．3 影响疲劳强度的主要因素

2．2 疲劳寿命

2．2．1 疲劳寿命的概念

2．2．2 影响结构疲劳寿命的主要因素

2．3 疲劳分析

2．3．1 疲劳损伤累积理论

2．3．2 疲劳图

2．4 疲劳寿命分析的方法

2．4．1 名义应力法

2．4．2 局部应力应变法

第三章 液压支架的动载荷分析

3．1 神东矿区简介

3．2 补连塔煤矿32206综采面简介

3．3 数据采集

3．3．1 数据采集方法

3．3．2 初次来压

3．3．3 周期来压

3．4 支架支护特性分析

3．5 支架运转特性分析

3．6 本章小结

第四章 液压支架的动载特’I生

4．1 ZY10800／28／63型液压支架简介

4．1．1 ZY10800／28／63的基本参数

4．1．2 ZY10800／28／63液压支架主要结构件简介

4．2 液压支架的受力分析

4．2．1 支架载荷的确定

4．2．2 液压支架的受力计算

4．3 液压支架模型的建立

4．3．1 UG三维软件简介

4．3．2 模型的建立

4．4 液压支架结构件的静力学分析

4．4．1 ANSYS软件简介

4．4．2 有限元分析的前处理

4．4．3 模型的静力学分析

4．5 ZY10800／28／63结构件的模态分析

4．5．1 模态分析理论

4．5．2 液压支架结构件的模态分析

4．6 本章小结

第五章 支架结构件的疲劳寿命分析

5．1 软件简介

5．2 S—N曲线的获得

5．3 疲劳寿命分析结果

5．4 循环次数计算

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 本文结论

6．2 工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的学术论文及参与的科研项目