基于有限元的液压支架关键部件疲劳性能计算策略

盐城工业职业技术学院唐正伟

基于有限元的液压支架关键部件疲劳性能计算策略

盐城工业职业技术学院唐正伟

依据整架模型，考虑影响支架疲劳性能的影响因素，提出支架关键部件疲劳性能策略。

液压支架；关键部件；疲劳性能

1 引言

液压支架在矿井下工作过程中，由于工作环境比较恶劣[1]，承受很多难以预料的外载荷，存在不确定的载荷作用方式作用在支架不同部位等恶劣因素，极易造成支架的损坏，给煤矿安全生产带来极大的隐患。液压支架被破坏的主要形式有静力学破坏和疲劳破坏[2]。

2 疲劳性能计算策略

液压支架关键部件疲劳性能计算是基于反映支架实际工况的有限元模型基础上进行的。依据疲劳理论，液压支架关键部件疲劳性能计算主要考虑载荷、材料特性、时间载荷历程、损伤理论对支架疲劳性能的影响，因此需要考虑这些影响因素，并将这些因素全部体现在液压支架关键部件有限元模型中，建立液压支架关键部件的疲劳性能计算模型。运用有限元法对支架的顶梁、前连杆关键部件疲劳性能进行计算，其具体的计算策略为，创建力学分析文件，进行疲劳性能数值模拟，最后进行液压支架关键部件疲劳性能结果的分析。分析疲劳性能的计算策略，如图1所示。

图1 液压支架关键部件疲劳性能的计算策略图

（1）创建支架关键部件静强度分析中所需要的分析文件。根据液压支架部件结构特征，运用命令流创建支架关键部件的三维模型，定义材料性能，通过边界条件设置荷对支架关键部件进行静强度学分析。然后，对支架关键部件的静强度分析结果进行检查与验证。

（2）支架关键部件疲劳性能的数值模拟。在这个流程当中，通过读取静强度分析的结果设置疲劳性能计算的主要参数，运用有限元数值模拟进行支架关键部件的疲劳性能的求解。

（3）支架关键部件疲劳性能结果分析。在完成疲劳性能的求解后，首先应确认支架关键部件疲劳性能结果的准确度。分析各随机输入变量对支架关键部件疲劳性能的重要性。最后，生成支架关键部件疲劳性能分析的报告。

3 结语

依据有限元软件，提出了液压支架关键部件疲劳寿命性能计算的策略，建立了液压支架关键部件疲劳性能计算模型。依据该计算策略进行支架关键部件的疲劳寿命性能模型的建立，包括三维模型、CAE计算、疲劳计算等一些过程。

[1]董营.两柱掩护式放顶煤液压支架仿真及有限元分析[D].安徽：安徽理工大学,2013.

[2]陈静,赵丽萍,范迅.基于有限元法的ZY6400/21/45型液压支架强度分析[J].中国煤炭,2014(04).

唐正伟，男，1989年出生，江苏盐城人，硕士。