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基于ABAQUS和Isight的液壓支架底座強(qiáng)度分析與優(yōu)化
摘 要:為了降低某液壓支架底座工作時的最大應(yīng)力,提高其安全性,使用ABAQUS軟件對3種工況下的底座進(jìn)行強(qiáng)度分析,找出底座的薄弱點。對底座重新進(jìn)行參數(shù)化建模,使用Isight軟件聯(lián)合Catia和ABAQUS對底座進(jìn)行優(yōu)化分析。優(yōu)化后,液壓支架底座在3種工況下最大應(yīng)力值有顯著降低,且整體重量下降9.7%.對液壓支架底座的分析與優(yōu)化,降低了底座的最大應(yīng)力,提高了其安全性;同時實現(xiàn)了底座的輕量化,提高了其經(jīng)濟(jì)性。
關(guān)鍵詞:液壓支架;底座;ABAQUS;Isight;安全性;輕量化;
液壓支架是廣泛應(yīng)用的煤礦機(jī)械,在煤炭開采過程中,不僅提高了礦井的安全性,也提高了煤炭的開采效率。液壓支架主要由底座、連桿機(jī)構(gòu)、掩護(hù)梁、頂梁及控制元件組成,底座是液壓支架的關(guān)鍵部件[1]. 李海寧等[2] 僅研究了某液壓支架底座的強(qiáng)度,并未進(jìn)行優(yōu)化。萬麗榮等[3]研究了沖擊載荷作用下液壓支架關(guān)鍵零件及底座的受力及強(qiáng)度。田立勇等[4]研究了各工況下液壓支架底座的強(qiáng)度及不同板厚對底座強(qiáng)度的影響,并簡單進(jìn)行優(yōu)化。以上對底座的研究主要集中在強(qiáng)度分析方面,優(yōu)化方面的研究比較少。底座的安全性和輕量化在傳統(tǒng)設(shè)計中往往不能兼顧。基于前人的研究,本文使用ABAQUS軟件和Isight軟件對某液壓支架底座進(jìn)行強(qiáng)度及優(yōu)化分析,在提高底座安全性的同時,實現(xiàn)底座的輕量化。
1 某液壓支架底座強(qiáng)度分析
液壓支架底座在井下受力較為復(fù)雜,為了分析底座的強(qiáng)度,提取底座的3種典型工況進(jìn)行分析。
1) 工況1:支架底座兩端受扭轉(zhuǎn)載荷。
2) 工況2:支架底座左側(cè)受偏載荷。
3) 工況3:支架底座右側(cè)受偏載荷。
1.1 簡化模型
為了提高強(qiáng)度分析的效率,在分析前對底座進(jìn)行簡化。
底座主體結(jié)構(gòu)由鋼板焊接而成,鋼板間的焊縫強(qiáng)度視為與鋼板相同。去掉對強(qiáng)度影響不大的孔、倒角等結(jié)構(gòu)。
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