针对焊接机械结构中出现的焊接接头疲劳断裂现象,从裂纹扩展的角度分析结构参数对结构疲劳强度的影响情况,为进行焊接结构的抗疲劳设计提供依据。建立了含表面裂纹T型焊接接头的有限元模型,采用扩展有限元法计算外载荷作用下的裂纹尖端应力强度因子,探寻T型焊接接头的结构参数发生变化时,对相同载荷条件下表面裂纹应力强度因子的影响规律。采用研究结果指导T型焊接接头的设计,提高焊接机械结构的疲劳强度和可靠性,降低断裂事故的发生。

为进一步掌握液压支架中顶梁在使用过程中的结构性能,在分析ZF12000/25/40型矿用液压支架及顶梁结构特点的基础上,开展了顶梁的结构性能研究,通过仿真分析得出:在顶梁的前柱窝、后柱窝出现了较为明显的应力集中区域,而顶梁前后端头变形量相对较大,极容易率先发生结构失效现象,是顶梁结构的薄弱点。为此,从材料属性、材料厚度、热处理等方面提出了顶梁的结构优化改进措施,对掌握顶梁在实际作业过程中的变化规律、进一步开展顶梁的结构优化改进研究具有重要指导作用。