基于优化设计方法和有限元方法对ZCC8800/20/38型液压支架的后顶梁进行了静力学分析和结构优化改进。结果表明,后顶梁存在明显的应力集中现象,安全系数只有1.22,低于机械行业标准,必须进行优化改进。选择9个关键结构参数作为优化对象,利用ANSYS软件进行结构改进,使得后顶梁的最大应力降低了19.06%,安全系数达标。将优化后的后顶梁结构部署到液压支架工程实践中,在为期半年的实践测试中发现其效果非常好,设备运行稳定性得以提升,故障率大幅降低。此次结构优化改进能够为企业创造良好的经济效益。

以ZZC8800/20/38充填液压支架后顶梁为研究对象,介绍一种后顶梁多目标优化设计。根据充填液压支架后顶梁基本结构,利用有限元仿真软件构建仿真模型,从静态强度性能和动态强度性能两个角度实施后顶梁结构强度仿真分析。根据分析结果,采用多目标优化设计法,介绍充填液压支架后顶梁优化设计方案,将优化设计应用于工业性试验,确认优化设计可有效提高后顶梁多方面强度性能。

后顶梁是液压支架重要承力结构件,其使用寿命会对设备运行可靠性产生重要影响。以ZZC8800/20/38型液压支架为研究对象,利用SolidWorks和Ansys软件建立疲劳寿命模型,经分析发现其疲劳寿命呈现出明显的不均匀性。以疲劳寿命较小和较大部位的结构尺寸为优化对象,基于Ansys开展优化改进工作,使得后顶梁的疲劳寿命分布情况更加均匀,最小比较寿命和安全系数均提升了3%。将优化后的后顶梁应用到液压支架工程实践中,通过现场统计的数据发现取得了良好效果,设备故障率明显降低,为企业创造了良好的经济效益和安全效益。

以ZZC8800/20/38型液压支架后顶梁为研究对象,利用UG和ANSYS软件建立了后顶梁结构的疲劳性能分析模型。结果发现后顶梁不同部位的疲劳性能存在很大的不均匀性,原因是结构设计不合理。利用ANSYS软件对后顶梁结构进行优化改进,使得结构的重量降低了9.96%,其最小疲劳寿命和安全系数反而分别增加了4.71%和12.99%。将优化后的后顶梁结构应用到液压支架中,经估算顶梁结构的使用寿命可以提升10%以上,经济效益显著。

液压支架的运行稳定性对于煤矿安全至关重要。以ZZC8800/20/38液压支架的后顶梁结构为研究对象,基于SolidWorks和Ansys软件构建了后顶梁的静力学模型并对其进行分析。结果发现结构存在明显的应力和应变集中现象,应力最大值超过了材料的许用应力,存在一定的危险性。对出现应力集中部位的结构进行优化改进,使得后顶梁的最大应力和最大应变分别降低了19.48%和1.78%。将优化后的后顶梁结构应用到工程实践中,经现场测试发现效果良好,产生了良好的安全效益和经济效益。