以ZY17500型大采高液压支架关键部件为研究对象,基于ANSYS Workbench分析其在恶劣工况下结构强度。计算结果显示,液压支架的顶梁与底座最大应力均未超过材料的屈服强度,但结构中存在应力集中的点,根据实际结构提出了针对液压支架结构设计的两项改进建议,为大采高液压支架结构的设计与优化提供理论参考。

以ZY10800/28/63D型液压支架底座为研究对象,对其采用底座平面力系计算软件和三维有限元算法进行了理论计算,并在支架型式试验过程中检测结构件关键点的应力试验值。对理论计算值和试验值进行对比分析可知,在液压支架设计过程中应用底座平面力系计算软件和有限元分析软件是准确和可靠的。

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。

文章以船舶调距桨液压系统液压缸为对象,研究其故障机理,得出活塞杆运行过程中,固体微粒嵌入密封圈并与活塞杆面接触引起磨损是液压缸失效的一个重要原因。利用AN-SYS Workbench进行仿真分析,获取不同大小的磨粒在不同浸入深度的工况下,活塞杆的循环寿命次数,为调距桨液压系统的维修决策提供依据。

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。

为了探究拱形膜片的加工工艺对膜片成型精度(特别是拱高)的影响,本文采用有限元模拟法研究了一种正拱带槽形膜片(泄放口径100 mm,厚度0.5 mm,刻槽0.2 mm)的液压胀形过程,分析了加载压力、加载速度、加载路径、夹具圆角等因素对拱高的影响规律。结果表明:随加载压力上升,拱高呈线性增加;随着加载速度减小,拱高略有降低,并趋于稳定;胀形过程加载变速会导致拱高成型时偏离设计尺寸,因此需要全程匀速加载;随夹具圆角半径增加,拱高增加,夹持部位边缘等效应力减小,膜片夹持部位变形范围增大。该结果可应用于拱形膜片的加工工艺优化。

采用有限元分析方法,对ZYWL-6000型矿用液压钻车中机械手进行了不同工况下的结构性能研究,得出了其手臂中段及外侧手爪的中部区域均是整个结构的薄弱部位,找到了其结构的变化规律,提出了机械手的结构改进措施,这对提高机械手的结构强度及使用寿命具有重要指导意义。

目前,爬模为国内桥梁高墩施工中比较常见的工艺,传统爬模施工技术已经较为成熟,但存在诸多问题,因此,在高墩施工上对液压自爬模施工工艺以及受力分析显得尤为重要。本文结合现场施工情况,通过文献查阅、数值模拟等技术手段对液压自爬模的施工工艺以及施工状态及爬模状态两种情况下的受力模型进行了研究分析。

针对液压支架中底座在使用过程中存在结构变形、局部开裂等失效现象,以ZF12000型液压支架为分析对象,在分析其结构特点基础上,对底座在不同工况条件下的结构性能进行仿真研究,找到了底座中部纵向筋板及柱窝是整个结构的薄弱部位,并从材料属性、结构尺寸、热处理工艺等方面提出了底座结构改进措施,为底座的进一步优化改进提供参考。

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。