ZF3700/16/26型支架底座加载试验的仿真研究

为了研究ZF3700/16/26型液压支架底座在各种危险工况下的强度和应力分布,利用Por/E软件建立了该型液压支架及其底座的三维实体模型,通过对底座两种危险工况——两端施加集中载荷和扭转的模拟加载实验,获得了各工作状态下该支架底座的应力与位移分布云图.研究表明:底座的应力集中位于前后柱窝及其边缘盖板处,两种工况下支架...     

大采高液压支架主体结构件的有限元分析

大采高综采工作面采高较大,煤壁片帮、冒顶概率增大,使大采高支架受力状态恶化,对支架主体结构件的可靠性提出更高要求。针对这一问题,以ZY10000/26/55型掩护式液压支架为研究对象,运用SolidWorks三维建模软件建立虚拟样机,运用ANSYS Workbench软件建立支架有限元模型,定义液压支架结构件间的接触为柔性体的面-面接触,对支架在顶梁三点加载、底座集中载荷组合加载和顶梁偏载两种内加载工况下的受力状态进行整架数值模拟,分析得出大采高液压支架的应力和变形特点,为高可靠性液压支架的优化设计提供参考依据。     

弹性底板上的液压支架底座力学性能分析

基于Winkler和双参数弹性底板理论,建立液压支架底座与底板相互作用分析模型。通过初参数解得到了底板比压的分布规律以及底座内力。结果表明:当底板较软时,比压p分布较接近于塑性底板的比压分布,即呈梯形分布,随着基床系数k的增加,p呈明显的曲线分布,且在立柱作用处、前后连杆作用处较为集中,最大比压出现在立柱下方。Winkler和双参数模型计算下的p分布规律一致,按Winkler模型计算得到的p大于按双参数模型计算所得。当k太小时,底板太软,压陷量太大,容易导致底座沉陷;当k太大时,最大比压发生在立柱处,容易发生柱窝冲切破坏。底座最大弯矩M与剪力V都发生在柱窝处。随着k的增加,而立柱作用处M有所减小,V在非集中力作用段,随着k的增加剪力有所减小。     

液压支架虚拟型式试验的研究

利用Pro/E软件建立液压支架三维实体参数化驱动模型,将模型导入ANSYS中,通过APDL程序文件进行有限元分析,着重分析了液压支架在顶梁两端集中加载工况时的应力分布,通过对液压支架的有限元分析可以检查主体结构件的应力分布特点,对液压支架原设计提出合理建议,为优化液压支架结构提供参考依据。     

ZZ5200/12/23型四柱支撑掩护式液压支架的研究

介绍了在坚硬老顶、软质直接顶工况下使用的液压支架选型及顶梁、掩护梁、底座和前后连杆、推移装置的结构设计,液压系统的设计及支架材质选用过程。现场使用证明,该支架选型正确,使用效果良好。     

液压支架一般架型多工况空间受力分析

对可代表六柱混合支撑掩护式、四柱支撑掩护式及混合支撑掩护式、两柱掩护式液压支架的一般架型在五种工况下的受力状态分别进行了分析，给出了支架在任一工作高度下顶梁、掩护梁、底座等构件的力学模型，为应力计算和强度校核提供了必要的力学数据。     

基于离散元分析盾构动态掘进引起的无黏性地层主应力特征

为阐明土压平衡盾构掘进引起无黏性地层主应力响应特征,采用离散元方法建立土压平衡盾构动态掘进二维数值模型。在同一盾构掘进速率下,考虑不同土仓排土速率,分析盾构掘进引起的地表沉隆变化;取上、下2组极限排土工况,研究盾构掘进过程中排土速率引起的砂土地层主应力变化特征。研究结果表明:盾构掘进引起的地层主应力大小和方向的变化与土仓排土速率密切相关;在不排土工况下,地层主应力的量值和偏转明显,掘进引起地层主应力响应的范围要比排土工况的大,且主应力比排土工况的更不容易达到稳定状态。在排土工况下,掌子面前方会形成明显的应力释放区;在同一排土速度下,掘进过程中地层大、小主应力随盾构掘进变化趋势相似,但变化的程度不同。     

混凝土自锚式悬索桥超宽加劲梁施工过程受力分析

【目的】研究混凝土自锚式悬索桥超宽加劲梁在施工过程中的应力分布规律,为超宽加劲梁的设计与施工提供一定的理论依据。【方法】采用剪力柔性梁格法,通过Midas/Civil建立空间有限元梁格模型,对自锚式悬索桥加劲梁受力性能进行分析。【结果】在施工过程中,加劲梁横截面各腹板处顶、底板中纵向应力的分布存在较大的不均匀性,预应力张拉工况中,加劲梁外侧边腹板处压应力最大; 体系转化工况中,中腹板处压应力增量最大。体系转换过程中加劲梁顶、底板的应力变化规律不同,顶板中的压应力值在体系转换完成后达到最大,底板最大压应力值则出现在体系转换过程中。施加二期恒载,对吊索进行被动张拉,能够有效地减少主动张拉吊索过程产生的顶、底板应力差值。【结论】主缆轴力与预应力作用是造成加劲梁内应力分布不均的主要原因,通过调整预应力钢束的数量及位置,能够使加劲梁内应力分布更均匀。     

高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道车辆荷载横向传递规律研究

为获取高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道底部荷载横向传递规律,通过实车试验并建立多车-无砟轨道-路基空间耦合分析模型开展研究,对不同行车速度下扣件支点反力和复合板与底座板下荷载横向分布规律进行了分析.研究结果表明:仿真分析模型能够较好地模拟现场行车荷载效应.行车速度对扣件支反力和板下荷载横向分布影响较小;建议轮轴作用点处扣件荷载承担比例选取为40%,与其相邻的两个扣件由近及远依次取为25%和5%;实测复合板底部荷载在横向上呈典型的双峰型分布,峰值处压应力最大为149.5kPa;实测底座板底部荷载在横向上呈M型分布,峰值处压应力最大为16.2kPa;既有规范在无砟轨道底部荷载取值时缺乏对扣件支反力影响范围、不同无砟轨道厚度及结构特征、基础刚度、各动车组参数等影响因素的考虑,建议开展针对性研究,完善无砟轨道设计参数体系.     

ZZC8800/20/38型支架顶梁有限元分析及优化

为优化充填液压支架整体的框架结构,对充填支架整体进行简单的力学分析,采用UG对液压支架顶梁进行实体建模设计,应用Ansys Workbench对顶梁进行有限元分析,得到了危险工况下的应力分布和位移变化.以此为基础,以顶梁体质量为优化目标,顶板厚度、顶梁主筋板厚度和高度设为变量,对顶梁主要尺寸进行优化设计.优化后,顶梁主筋板厚度减少2 mm,顶板厚度减小4 mm,主筋板高度增加8 mm,共减轻质量197.65 kg,为验证顶梁优化结果的正确性,重新对优化后顶梁的三维模型进行了虚拟强度试验,试验结果表明:顶梁在两端荷载工况下满足强度要求.     

膜式空气弹簧刚度的试验分析

本文通过计算获得了膜式空气弹簧刚度的一般表达式,以试验手段对比分析膜式空气弹簧在不同条件下的刚度效应。通过五种空气弹簧在0.5MPa压力下垂直刚度特性曲线对比,得出膜式空气弹簧垂向刚度随着外直径的增加而增大。通过不同形状活塞底座的空气弹簧刚性试验,得出了正圆锥形活塞底座在受压时比倒圆锥形活塞底座的刚性好的结论。     

有限元法在支架强度设计中的应用

以ZFS5000/18/28型液压支架的底座为例,介绍了有限元法在支架强度设计中的应用,本文着重分析了底座在扭转工况下的应力分布情况,并探讨了改进方案,可为支架的设计提供参考.     

基于Abaqus的煤矸颗粒冲击放顶煤液压支架铰接点应力分析

为研究放顶煤开采过程中煤矸颗粒冲击液压支架时支架各部分铰接处的冲击响应,探究支架铰接处的应力差异,对单颗粒煤矸冲击放顶煤液压支架的动态过程进行有限元分析。首先通过Hertz理论计算出颗粒碰撞液压支架时所产生的冲击力,然后基于工程分析软件Abaqus建立放顶煤液压支架的数值仿真模型,并将计算出的Hertz力以集中力的形式分别施加在液压支架的顶梁、掩护梁和尾梁上模拟颗粒撞击液压支架的过程。基于上述有限元仿真,研究了不同材料煤矸颗粒撞击放顶煤液压支架不同位置时支架各部分铰接处的冲击响应差异。分析结果表明:放顶煤液压支架受到不同工况的冲击时,各铰接位置的受力情况也不同,其中顶梁与掩护梁连接处以及底座与连杆连接处是主要的应力集中位置。研究结果可以对放顶煤液压支架的冲击响应研究提供参考。     

基于ABAQUS的液压支架主体结构有限元分析

应用有限元分析软件ABAQUS,模拟计算和分析了两柱掩护式液压支架在顶梁扭转工况下主体结构的应力分布情况。分析结果为液压支架的设计和结构优化提供了理论依据和参考。     

主动径向液压路径对筒形件壁厚分布的影响

基于低塑性、大高径比铝合金板材零件成形需求,提出主动径向加压充液拉深技术,采用数值模拟和实验相结合的方法,对液压加载路径对5A06铝合金球底筒形件主动径向加压充液拉深壁厚分布的影响进行研究。应用基于LS-DYNA3D内核的动力显示分析软件ETA/Dynaform5.5,确定径向压力加载区间为15～35MPa,在该区间内可以成形出壁厚分布较均匀、较大拉深比的铝合金球底筒形件。研究结果表明:在合理的液室压力和主动径向压力耦合加载路径的作用下,可有效地抑制零件球底部的过度减薄;在球底部和筒壁靠近底部的区域内壁厚减小,随着径向压力的增加,壁厚减小量降低,零件最薄处由半球与直壁相接处逐渐向球底转移。     

三自由度双并联液压支架的设计与稳定性分析

针对现有四连杆型液压支架的立柱及顶梁均不能承受侧向力,侧向力通过掩护梁传递给连杆易造成倒架和支架机构损坏的原理性缺陷,提出一种基于3-RPC型并联机构的双并联液压支架的设计方案。文中对液压支架的工作空间进行分析,给出顶梁的运动轨迹公式;分析液压支架在偏载和大倾角工况下的受力情况,得出支架具有三向受力的特点,并给出准确的力学关系式;运用ADAMS软件对液压支架进行稳定性模拟仿真,验证了该并联液压支架的设计符合煤矿井下支护的要求,在技术上是可行的。     

偏心堆载引起的盾构隧道横向受力理论计算

针对隧道邻域内偏心堆载工况导致隧道破坏,考虑偏心堆载和盾构衬砌环间作用力的影响,基于修正惯用法,推导出衬砌围压和内力(弯矩、轴力、剪力)的计算公式。通过算例分析,研究堆载数值、堆载位置和隧道埋深对隧道衬砌围压和内力的影响规律。研究结果表明:偏心堆载会使隧道衬砌围压产生不对称分布,其中加载侧的围压大于非加载侧的围压,最大围压出现在加载侧的下方;偏心堆载对加载侧的弯矩和剪力影响较大,对轴力影响较小;随着堆载载荷不断增大,衬砌围压和剪力整体不断变大,零剪力的位置不变;随着堆载中心偏移距离变大,衬砌围压和弯矩不断减小;随着隧道埋深增大,衬砌围压和轴力变大,堆载对隧道产生的附加应力减小。     

双端面机械密封的摩擦学性能研究

研制了一台测试机械密封可以在转速、介质压力和弹簧比压等不同工况下的温升量、摩擦扭矩和泄漏量的试验装置。以聚四氟乙烯和球墨铸铁材料为密封摩擦副进行了试验研究,结果表明:随着转速和弹簧比压的增大,端面温度上升速率增大;端面摩擦因数随转速和弹簧比压的增大而增大,当转速达到2 000 r/min时,摩擦因数趋于平缓;泄漏量随转速和介质压力的增加而增大,但随弹簧比压的增加而迅速减小,当弹簧比压达到0.22 MPa时,泄漏量趋于稳定。     

可液化土层的位置对土层-地下结构地震反应的影响

为了研究不同位置的液化土层对地下结构地震反应的影响,采用PL-Fin土体液化本构模型,使用FLAC3D进行了研究,总结了液化土层发生液化大变形时刻液化区分布、孔隙水压力与超静孔隙水压力比变化规律及差异、地下结构的位移及差异沉降规律,并与非液化场地下的地下结构地震反应进行了对比.主要结论有:当结构底部存在液化土层时,引起的结构位移最大,使结构下沉;结构两侧的土体液化会引起结构上浮,并使侧墙水平向向层间位移和顶底板竖向层间位移增加;结构整体位于液化土层中时,土体位移、结构位移和结构层间位移差都不是最大值,仅研究结构整体位于液化土层的规律存在不足;结构周围、两侧、底部、底部45°位置、左右两侧和底部45°位置以及底部和底部45°位置存在液化土层(B+C)位置共计6种工况下结构顶板y向层间位移变化规律基本一致,但车站不同位置存在液化土层,土层液化的反应和对结构的影响存在一定差异;液化大变形发生在孔隙水压力和超孔压比突增后的1~3s后,因此可由孔隙水压力和超孔压比的突变判断是否发生液化大变形.     

基于APDL的液压支架参数化有限元分析

利用APDL参数化设计语言建立了液压支架的有限元计算模型,并针对不同加载形式进行分析,得出了液压支架在不同载荷作用下的应力分布规律,验证了支架的强度。