固体充填工作面支架工作特性及顶板控制分析

以唐山矿9煤层充填工作面为工程背景,采用现场实测与数值模拟相结合的方法,对充填液压支架工作特性及工作面顶板沉降控制效果进行研究。研究结果表明:固体充填工作面矿压显现缓和,充填支架具有动压系数小的显著工作特性;充填支架的高效支撑对抑制顶板弯曲下沉及层间离层发挥了重要作用,实测充填工作面内顶板累计下沉量占开采高度的13%,工作面上方顶板离层现象主要分布在浅部4m范围内;支架支护阻力的提高可有效控制顶板下沉保证足够的充填空间,当支架支护强度由0.4提高到0.6 MPa时,工作面顶板下沉值降低15.6%,当支护强度继续提高时,支架对顶板下沉的控制效果开始减弱。合理的充填支架支护强度可以控制顶板下沉,保证良好的采空区充填效果,进而减小覆岩及地表变形。     

基于虚拟样机的液压支架运动仿真与分析

 运用三维建模软件Pro/E 对液压支架进行实体建模,并将其导入多体动力学软件ADAMS 中。运用ADAMS 软件对液压支架进行动力学仿真,获得了液压支架的动态特性。对液压支架升降过程中四连杆机构运动、顶梁端点的运动轨迹、顶梁位移与顶板力的关系等进行分析,验证了设计的合理性。通过模拟液压支架的整个运动过程,检验了液压支架动力学模型的性能。液压支架虚拟样机的建立可以缩短其设计周期并提高设计质量,有助于液压支架的优化设计。     

特大采高液压支架底板比压分析研究

为分析对比特大采高液压支架在不同工况下的底板比压分布,首先建立支架在正常工作加载、柱窝上方横向(纵向)加载、顶梁两端加载、顶梁前方(后方)扭转加载和顶梁受偏载几种工况下的原始三维模型,利用HYPERMESH对支架顶梁、掩护梁和前后连杆进行柔性化预处理,最后由多体动力学软件ADAMS建立支架的数值仿真模型。工作阻力由垂直施加于各种工况顶板的主动外载荷提供,并通过碰撞接触将外载传递给顶梁,然后经由弹簧阻尼系统等效替代的立柱及平衡千斤顶和由"旋转副"进行连接的支架各处铰接点传递到支架底座,最后由建立在底座底部的四排弹簧来平衡主动外载,使整个系统达到稳定。通过测取底座底部四排弹簧的力,可得支架在不同工况下的底板比压分布情况。结果表明:支架在不同工况下的底板比压分布情况各有异同;但整体来看,底座前端底板比压较大。     

大同"两硬"条件综放开采合理支架架型的选择探讨

通过分析大同矿区“两硬”条件下（坚硬顶板、坚硬煤层）厚煤层综放开采时液压支架架型与顶煤回收率及顶板控制影响,提出在两硬条件原煤层放顶煤开采时,应考虑顶煤放煤参数和煤量的要求,在选择综放支架掩护梁角度时,要充分考虑放煤高度和支架顶梁长度、掩护梁长度、后部输送机宽度等,要考虑支架顶梁对顶梁的破坏作用和坚硬顶板的来压特点。对类似顶板条件下的综采开采有参考作用。     

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。     

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。     

基于响应面法的膏体充填面顶板下沉多因素分析

基于响应面法试验设计及数据分析,利用有限差分软件UDEC模拟了不同充填体刚度、顶煤刚度、支架刚度、充填体强度下膏体充填工作面顶板下沉规律,分析了单因素及多因素交互作用下对膏体充填工作面顶板稳定性的影响及其原因。研究结果表明,膏体充填工作面顶板覆岩运动受单因素的影响程度大小依次为：顶煤刚度>充填体刚度>充填体强度>支架刚度;通过调节人为因素(充填体强度、充填体刚度、支架刚度)可以有效减少自然因素(顶煤刚度)对膏体充填工作面顶板下沉量的影响。研究得到了顶板下沉量与各因素之间的二次多项回归方程,可为控制特定开采地质条件下膏体充填工作面顶板下沉、选择合适充填体刚度与支架刚度提供一定的参考。     

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。     

坚硬顶板大采高ZZ13000/28/60型液压支架受力分析

ZZ13000/28/60型液压支架应用于同煤集团坚硬顶板条件下,针对支架的受力状况,建立了支架的三维实体模型,分析了在偏载、扭转工况下支架的受力情况。结果表明,ZZ13000/28/60型液压支架适合同煤集团坚硬顶板的要求。     

支撑掩护式液压支架的优化设计

为了提高液压支架顶板管理以及承受较大载荷的能力,必须使液压支架顶梁前端的运动轨迹为水平摆幅最小的近似双扭线。通过对液压支架四连杆机构的运动特性分析,建立了四连杆机构的优化设计数学模型,基于遗传算法求出了使顶梁前端运动轨迹为近似双扭线,且双扭线水平摆幅e最小时的各杆长度及相应参数,并以ZY35型液压支架的设计为例进行了验证。结果表明:利用遗传算法对液压支架四连杆机构进行优化设计可以得到理想的设计参数,生产的液压支架工作状态平稳,支护效果良好。     

某机型飞机主起舱开口处后撑板结构尺寸优化

本文采用大型有限元分析软件,对某型飞机主起落架舱开口后撑板进行有限元建模;计算了该后撑板结构在着陆工况的最大应力、应变;对隔板基本厚度及肋条分布等各种参数进行了校核优化。设计后撑板尺寸及筋条布置情况,同时需考虑结构选材与系统协调、重量、制造等工艺及成本,合理的后撑板设计,可大大提高该处载荷的有效传递,分析结果表明后撑板的设计满足强度和刚度要求,为结构设计提供了参考依据。     

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。     

大采高支架倒架处理技术总结

界沟煤矿东翼采区72煤为三软煤层,72煤层平均厚度为4.2m,采用ZY10000/26/55型掩护式液压支架,支架高度为2600～5500mm。72煤层顶板砂岩裂隙水较发育。受顶板淋水浸泡底煤,导致支架不同程度的歪架倒架。采取注马丽散加固破碎顶板,工作面卧底、连支架十字头;漏顶段向老塘方向铺设菱形网进行加固;方木打"井"字形木垛接顶;自上而下逐步调、靠支架。     

液压支架四连杆机构多目标优化

针对连杆受力大、损坏严重的问题,从分析根据顶梁偏摆量设计液压支架四连杆的过程入手,简化模型写出了四连杆型液压支架的运动学和力学方程,以液压支架连杆受力绝对值之和、质量之和最小为目标函数,建立了多目标优化模型,求解采用优化效果较好的NSGA-Ⅱ算法,在matlab环境下编制成可视化计算程序.给出一设计要求实例,应用此程序优化设计及计算液压支架参数,通过对比分析表明,优化结果满足工程需要.     

基于灰色系统模型GM(1,1)改进Miner准则的液压支架底座疲劳寿命预测

针对疲劳寿命预测中传统疲劳累积损伤准则(即Miner准则)存在误差较大的问题,为了提高固体充填液压支架疲劳寿命的预测精度和保证服役过程的安全可靠性,利用灰色系统模型GM(1,1)对传统Miner准则加以改进.以ZZC8800/20/38型六柱支撑式固体充填液压支架的底座为研究对象,基于ANSYS对危险工况下底座应力进行分析,同时结合疲劳试验对底座进行寿命预测.结果表明:相比传统Miner准则,改进Miner准则的预测精度提高了40.32%,为固体充填液压支架疲劳寿命预测提供了一种有效的方法,对其安全服役具有一定的参考意义.     

某汽车动力总成悬置支架的轻量化设计

针对节能减排、降低能耗的需求驱动下汽车轻量化发展问题,对动力总成悬置系统进行相关的轻量化研究。以某6吨载货运输车动力总成悬置支架为研究对象,提出了一种合理可靠的轻量化设计研究方法。首先,为了实现动力总成悬置系统的轻量化,通过CREO软件建立各零件的三维模型,将三维模型导入CAE分析软件HyperWorks,应用HyperWorks软件建立悬置支架的数值仿真模型,对多工况下悬置支架的静载强度进行仿真分析,通过给定的各工况分析得出其应力图,为“强点削弱、弱点补强”设计提供依据,确定拓扑优化区域。然后,将设计工况加载到拓扑优化中,利用HyperWorks软件的Optimization进行设定,将体积最小化定义为目标函数,设置优化目标,分别对前悬置托架和后悬置支架进行拓扑优化。根据体积最小化理论,优化悬置支架的结构厚度,并提出渐变支撑加强板设计与替换材料的新方案。最后,通过CAE分析优化模型在6种设计工况下加载的最大主应力、位移和静强度,验证轻量化设计方案的合理性,并通过台架试验验证轻量化结果,确认前悬置托架、后悬置支架等零部件静强度安全系数达标与否。研究结果表明：轻量化方案具有良好的制造工艺...     

某排水车举升滑动机构轻量化设计

为实现排水车轻量化设计,提高燃油经济性,针对某排水车举升滑动机构,采用Hypermesh软件建立其有限元模型.基于刚强度分析Opti Struct模块,分析排水车举升滑动机构在极限工况下的结构强度和刚度,采用拓扑优化方法对主滑动机构进行横梁结构优化,找到最佳横梁位置分布,进而采用尺寸优化方法对主滑动机构和副滑动机构进行厚度优化.结果表明,优化后的举升滑动机构能够满足强度和刚度要求,优化后的机构质量减轻15.6%.     

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。     

液压支架强度可靠性及敏感性分析

为解决液压支架传统的安全系数设计法中存在的设计余量大、强度分布不匀,提高液压支架设计的可靠性,应用有限元法对液压支架进行强度、可靠性和敏感性分析,研究液压支架在不同工况下对不同载荷、材料特性等的敏感性,提出了用有限元法对液压支架进行可靠性及敏感性分析的方法,并以ZF8000/22/35放顶煤液压支架为例,使用有限元软件HyperWorks对液压支架进行强度分析,利用ANSYS进行可靠性分析,得出液压支架对设计参数的敏感性.