液压管路性能直接影响了飞机液压系统的安全性、可靠性及维修性,在实际装配连接过程中,不可避免的会出现装配偏差的现象,文中以合金钢和钛合金导管为对象,针对其在第三类装配偏差存在的情况下,对2种导管的装配过程及考虑装配应力影响的导管爆破强度进行了仿真分析,并在此基础之上,进一步对考虑大角度安装偏差的钛合金导管装配应力,及爆破强度进行了计算,分析了装配应力及装配偏差对液压导管爆破强度的影响,为钛合金液压导管连接安装设计提供技术指导。

给出了3维弹性力学空间问题基本方程和有限元结构强度分析原理，分析了三面体铝合金转镜空间结构强度的力学特征，建立了有限元模型，分析了其在轴孔与轴的3种配合关系下的应力分布。结果表明轴孔严重削弱了镜体强度，而配合方式对转镜强度基本无影响。提出了减小转镜内部应力的无轴孔三面体铝合金转镜结构，在该结构下转镜强度提高了1．9倍，极限转速为原结构的1．7倍，适合于分幅式摄影系统。

针对矿用液压锚杆支架在使用过程中出现的结构变形、局部开裂等失效现象,以CMM2-15型锚杆钻车为分析对象,采用有限元分析方法,开展了支撑架的结构性能研究,得出其尾端左右纵梁及前端纵梁和腹板为整个结构的薄弱部位,存在率先出现结构失效可能性。由此,从结构尺寸、结构组成及材料等方面,开展了支撑架的优化改进,经验证,改进后的支撑架具有更高的结构强度,更能满足设备在巷道施工中的作业需求。

针对矿用液压支架中顶梁在使用过程中出现了结构变形、局部开裂等失效现象,以ZF12000型液压支架为例,在分析其顶梁结构特点基础上,通过三维建模和仿真建模,对顶梁在不同工况下结构强度进行仿真分析,结果显示,顶梁的柱窝及中部铰接耳部位为薄弱部位,需进行重点改进,因此提出了顶梁的结构改进措施,以提升顶梁结构性能。

结合ZY6400型液压支架推移机构的结构特点,对其结构性能进行研究,找出其中部铰接处为整个结构的薄弱部位,由此对推移机构进行优化改进。通过验证分析可知,改进后的推移机构具有更好的受力情况及结构性能,整体结构性能得到明显提升。

通过建立ZF13000型矿用液压支架中插柱的结构性能仿真模型,开展了其在不同工况下结构强度分析研究,掌握了插柱的结构应力变化规律,得到了其顶部与顶梁连接的铰接耳处为插柱结构的薄弱部位,提出了插柱的结构优化改进措施,以对后期开展插柱结构性能的进一步研究提供参考。

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。

基于液压支架底座结构特征,合理构建液压支架底座三维模型和有限元模型,以此为基础,通过ANSYS软件,从底座端载试验、底座扭转试验以及底座集中载荷试验三个角度对液压支架底座在不同工况条件下的强度性能进行有限元分析,进而根据有限元分析结果提出液压支架底座改进方案,最终将改进方案运用于工程实践,检验改进方案的有效性。

在分析液压支架及底座结构特点的基础上,从底座的应力变化、结构位移变化等方面对底座的结构强度进行了有限元建模分析,发现底座的中间底面、前柱窝、后柱窝在使用时受到了较大的应力集现象,是整个结构的薄弱部位,极容易率先发生结构失效问题,由此从材料、结构、热处理、塑性铰等方面提出了底座的优化改进措施,为相关应用设计提供一定的参考和指导意义。

以ZF8000型液压支架为研究对象,利用Hyper Works仿真分析软件对其结构强度和敏感性进行分析,获得液压支架的结构设计参数和敏感性分布趋势,为优化液压支架的结构,提高其工作可靠性奠定了坚实的基础,具有极大的应用推广价值。