基于AMESim和ANSYS workbench仿真分析,分别搭建了动载过载条件下液压支架矿用液压缸动载加载模型与结构件瞬态动力学仿真模型,得到了液压缸在动载过载条件下的内腔压力特性曲线以及缸体、活塞杆应力应变分布情况。进行动载过载测试试验,得到了动载过载加载条件下液压缸下腔压力-时间曲线以及缸体、活塞杆外表面测点应变测试数据。结果表明:仿真计算结果与试验测试数据在一定误差范围内基本吻合,验证了2种仿真模型以及边界条件设定的合理性以及准确性;液压缸在动载过载条件下,无杆腔压力在30 ms内由初撑压力15 MPa升高到1.0~1.5倍额定压力,对应缸筒预期破坏位置为液柱中上方约1/6处对应缸筒部分:外表面最大应力值为267 MPa,内表面应力值约为363 MPa,且在材料屈服极限内,不同压力倍率下液压缸结构件应力应变分布规律保持一致。

针对国内外无法进行液压支架三伸缩立柱动载过载性能测试的技术难题,依据GB 2597.2—2010要求,基于20000 kN蓄能冲击式快速释放装置,采用理论分析与试验测试相结合的技术手段,提出一种三伸缩立柱动载过载试验方法,实现了对三伸缩立柱动载过载性能的测试;并结合仿真分析得到立柱活塞腔压力特性曲线,其试验数据及仿真结果对三伸缩立柱设计制造及其抗冲击性能的提高提供了参考。