准确计算液压支架工作变形和应力分布是保证其经济性与工作性能的前提.基于有限元方法,采用SHELL单元和SOLID单元分别对钢板结构和其他复杂形状零件进行网格划分,同时,设置不同类型单元连接为绑定接触、不同结构件的铰接连接为摩擦接触,由此构建了由混合类型单元组成的液压支架整机有限元分析模型,其节点和单元数量少、单元质量好、计算精度高、迭代求解速度快.分析计算中,分别选择顶梁偏载和底座两端集中载荷、顶梁偏载和底座扭转两种组合工况,分析了液压支架承载后的工作变形和应力分布规律,结果表明偏载和扭转作用是支架失效的主要原因,其对液压支架的设计具有重要的借鉴价值.

在机车转向架上,橡胶弹性元件是悬挂装置的主要组成部分,一旦发生故障将带来很大的机车行车安全隐患,其性能参数的改变也将影响列车运行的舒适性和稳定性。文中以机车转向架悬挂部件中的牵引拉杆装配作为研究对象,采用SW软件建立牵引拉杆装配模型,简化三维模型结构、优化模型参数,通过FEA分析软件校核牵引拉杆装配杆体强度。在极限牵引载荷95 kN工况下,分析牵引拉杆装配杆体结构强度并校核35CrMo材质是否满足强度要求。在3g冲击载荷及极限压缩载荷285 kN工况下,分析牵引拉杆装配杆体结构强度并校核35CrMo材质是否满足强度要求。

为了达到导波的检测能量尽可能聚焦于缺陷处的目的,结合时间反转聚焦理论,采用模拟计算与实验研究相结合的方法对含有不同尺寸的非穿透型裂纹缺陷的管道进行检测研究,得到时间反转导波反射回波系数是直接导波反射回波系数的3倍,由此证明了时间反转法的时-空聚焦的特性,即时间反转导波同时到达缺陷位置,实现了能量的汇聚,论证了时间反转聚焦理论可用于管道导波的缺陷检测、提高小缺陷的检出能力。

用有限元法模拟液压支架的强度试验较实物试验周期短、成本低可用于指导液压支架的设计。由于液压支架的结构件属于钢板焊接件为了更好地应用有限元法对液压支架刚度和强度进行分析运用SHELL单元和SOLID单元分别划分钢板结构和其他复杂形状零件运用绑定接触对单元进行连接建立了混合单元类型的有限元模型得到的模型规模小、单元质量好。再合理地施加载荷和位移边界条件选择顶梁偏载和底座两端集中载荷、顶梁扭转和底座两端集中载荷工况进行分析得到了较可靠的分析结果。

四连杆机构的尺寸对液压支架的性能存在有至关重要的影响。用ANSYS对液压支架进行了运动仿真,计算出各构件的位移、速度和加速度等运动特性,分析结果可用于评估液压支架特性和指导液压支架设计,并在此基础上可以进行优化设计。再以改善液压支架工作性能和减轻重量为优化目标,对液压支架进行多目标优化,确定了四连杆机构的最优结构参数。从实例结果看,用ANSYS对液压支架进行运动仿真和优化设计是可行的,结果是能够满足工程需要的。