基于有限元的液壓支架關鍵部件疲勞性能計算策略

鹽城工業職業技術學院唐正偉

基于有限元的液壓支架關鍵部件疲勞性能計算策略

鹽城工業職業技術學院唐正偉

依據整架模型，考慮影響支架疲勞性能的影響因素，提出支架關鍵部件疲勞性能策略。

液壓支架；關鍵部件；疲勞性能

1 引言

液壓支架在礦井下工作過程中，由于工作環境比較惡劣[1]，承受很多難以預料的外載荷，存在不確定的載荷作用方式作用在支架不同部位等惡劣因素，極易造成支架的損壞，給煤礦安全生產帶來極大的隱患。液壓支架被破壞的主要形式有靜力學破壞和疲勞破壞[2]。

2 疲勞性能計算策略

液壓支架關鍵部件疲勞性能計算是基于反映支架實際工況的有限元模型基礎上進行的。依據疲勞理論，液壓支架關鍵部件疲勞性能計算主要考慮載荷、材料特性、時間載荷歷程、損傷理論對支架疲勞性能的影響，因此需要考慮這些影響因素，并將這些因素全部體現在液壓支架關鍵部件有限元模型中，建立液壓支架關鍵部件的疲勞性能計算模型。運用有限元法對支架的頂梁、前連桿關鍵部件疲勞性能進行計算，其具體的計算策略為，創建力學分析文件，進行疲勞性能數值模擬，最后進行液壓支架關鍵部件疲勞性能結果的分析。分析疲勞性能的計算策略，如圖1所示。

圖1 液壓支架關鍵部件疲勞性能的計算策略圖

（1）創建支架關鍵部件靜強度分析中所需要的分析文件。根據液壓支架部件結構特征，運用命令流創建支架關鍵部件的三維模型，定義材料性能，通過邊界條件設置荷對支架關鍵部件進行靜強度學分析。然后，對支架關鍵部件的靜強度分析結果進行檢查與驗證。

（2）支架關鍵部件疲勞性能的數值模擬。在這個流程當中，通過讀取靜強度分析的結果設置疲勞性能計算的主要參數，運用有限元數值模擬進行支架關鍵部件的疲勞性能的求解。

（3）支架關鍵部件疲勞性能結果分析。在完成疲勞性能的求解后，首先應確認支架關鍵部件疲勞性能結果的準確度。分析各隨機輸入變量對支架關鍵部件疲勞性能的重要性。最后，生成支架關鍵部件疲勞性能分析的報告。

3 結語

依據有限元軟件，提出了液壓支架關鍵部件疲勞壽命性能計算的策略，建立了液壓支架關鍵部件疲勞性能計算模型。依據該計算策略進行支架關鍵部件的疲勞壽命性能模型的建立，包括三維模型、CAE計算、疲勞計算等一些過程。

[1]董營.兩柱掩護式放頂煤液壓支架仿真及有限元分析[D].安徽：安徽理工大學,2013.

[2]陳靜,趙麗萍,范迅.基于有限元法的ZY6400/21/45型液壓支架強度分析[J].中國煤炭,2014(04).

唐正偉，男，1989年出生，江蘇鹽城人，碩士。