井下液压支架的失效大都由于支架本身承受偏载作用力所引起。针对液压支架偏载条件下的液压支架整体进行结构分析,研究液压支架在恶劣工况下的响应。首先,对于液压支架及其井下所受的偏载工况进行了详细介绍。其次,在ANSYS Workbench中对各个部件进行单独建模,带入空间力系分析结果进行有限元分析。最后,建立起ZY20000液压支架整体分析模型,深入研究针对偏载试验不同的边界条件对其受力分析的影响。研究结果表明:液压支架在偏载条件下,最大应力发生在支架顶梁承受偏载压力附近。该研究结果为液压支架结构优化设计提供了理论基础。

液压支架的一系列动作是通过乳化液驱动液压缸来完成的,但是液压支架的研发很少考虑乳化液的影响,有必要采用流固耦合方法对液压支架进行分析。以ZY6000/25/50型液压支架为例,基于Pro/E建模软件建立三维虚拟模型。采用单向流固耦合方法对立柱在冲击载荷下进行有限元分析。通过有限元接触仿真获得了液压支架整体机的应力和位移云图,进而得到最大应力及最大位移的位置。研究结果表明:液压支架整机的最大应力为843.79MPa,且最大应力出现在顶梁主筋板处。该研究结果为液压支架的设计与分析奠定了理论基础。