基于VB的液压支架结构件断面抗弯强度计算分析程序设计

原志芳　常晓芳　陈韬宇

摘 要：根据液压支架受力分析给出结构件危险断面的最大弯矩M进行抗弯强度校核，画出断面图，计算各组钢板断面面积、型心高度、断面惯性矩、最大最小弯曲应力、最大最小安全系数，通过使用VB语言编制出自动计算结构件断面抗弯强度计算分析程序，获得相应安全系数并校核出该断面是否设计合理；

关键词：液压支架；结构件断面；抗弯强度计算；VB软件计算

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.034

1 引言 背景技术

液壓支架为煤矿机械化采煤的主要支护设备，结构件是液压支架的主体框架，其结构多呈箱型，目前，对于液压支架结构件箱体断面抗弯强度设计计算，多为依靠OPT液压支架计算程序、采用迈实软件或人工列方程计算等方式进行计算，前者涉及到程序不能升级、不能支持win7以上操作系统，且界面可视化程度不好；中者为采用导入截面图形来识别各个截面图形尺寸分别对每块板进行计算，原理不同，使用起来效率方面并不算出众；而后者在计算时效性方面计算太烦琐，耗时耗力，多已放弃采用。

2 计算原理

根据液压支架受力分析给出结构件危险断面的最大弯矩M进行抗弯强度校核，画出该部件危险断面图，该断面图通常为数十块钢板拼装组成，首先需对相同类型尺寸钢板进行归类，整理出若干组钢板类型；分别对每组钢板进行截面积、截面型心高度计算，进而计算出断面的总型心高度、并分别计算出每组钢板的矩形截面惯性矩，进而计算出断面总惯性矩J；依次计算出最大、最小弯曲应力、、最大最小安全系数；通过使用VB语言编制出自动计算结构件断面抗弯强度计算分析程序，获得相应安全系数并校核出该断面是否设计合理；如图1所示为某一部件危险断面图：

3 设计意图及VB程序的实现

（1）设计意图：使用VB语言编写程序代替人工计算意义在于利用计算机快捷准确、功能强大以及具有可视化界；本程序设计目的在于克服上述缺点，基于VB语言设计，对各功能模块编写代码、并进行编译生成可执行exe文件。该程序包括信息参数输入模块、导入导出模块、计算结果显示模块，并设有计算按钮、导入、导出、清除按钮；断面抗弯强度计算分析截图如2所示：

（2）信息参数输入模块：可按要求将已知的箱体截面的组件数量、断面最大高度、箱体选用的材料强度、断面位置所受最大弯矩，各组件的宽度、高度、形心高度、块数依次输入模块；如该断面中有某组钢板高于或低其他材料强度，可按相应的板材屈服强度比比值换算出该组钢板在与其他钢板使用相同材料强度时的厚度换算输入即可；如钢板组数9为使用Q690材料，其他各组钢板都采用Q550材料，相应厚度换算为30*690/550=37.636。

（3）计算结果显示模块：点击计算按钮后，计算程序就会根据信息参数输入模块中的数据计算出截面形心高度y、截面惯性矩Jz、最大弯曲应力σmax、最小弯曲应力σmin、最大安全系数Nmax、最小安全系数Nmin，并在计算结果显示模块中相应位置显示出来，液压支架工艺设计人员可根据计算分析安全系数大小作出相应的强度增补或验证措施。

（4）导入导出模块：点击导出按钮后，计算程序会弹出另存为对话框，将信息参数输入数据及输出分析按txt格式保存；以备后期存档或方便查看。点击导入按钮后，计算程序会弹出打开对话框，供工艺设计人员选择已保存的txt文件进行导入至信息参数输入模块，方便设计人员及时验算用；既可在信息参数输入模块直接输入数据方式，也可按导入txt数据文件方式计算，期间可以根据设计意图临时更改输入的参数，并且还可识别原OPT生成格式文件进行导入、计算分析进而实现新旧计算工具的融合体现。

4 使用效果及结语

使用效果：在进行液压支架结构件箱体设计计算时，将技术人员从繁重的强度计算中解放出来，实现了方便快捷的抗弯强度计算过程，而且计算结果可靠，经验证与OPT液压支架优化软件计算结果一致，界面友好，计算结果可靠，简单易用、不受操作系统限制，适用所有windows98以上系统，所用时间相对较少。

随着技术人员工作效率的与时倶进，需要更多的优化功能、先进技术方法来减轻并间接代替工艺设计人员工作；目前针对制造设计过程开发的程序相对较少，谨希望能有更多的专业技术人员能够予以启发，开发出更多更好用的程序来服务企业。

作者简介：原志芳（1987-），女，河南林州人，助理工程师，主要从事液压支架工艺及工装设计工作。