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文檔簡介
1、液壓支架是煤礦開采過程中的重要設(shè)備。本文以某型號液壓支架為研究對象,利用Pro/E軟件建立了液壓支架的三維模型,然后導(dǎo)入ANSYS中完成了整機(jī)的靜力學(xué)分析和模態(tài)分析。以重量為目標(biāo),分別建立了掩護(hù)梁和前連桿的結(jié)構(gòu)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,采用均勻試驗設(shè)計方法,建立了設(shè)計參數(shù)和結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力的響應(yīng)面模型,完成了掩護(hù)梁和前連桿的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。
首先利用Pro/E軟件建立了液壓支架各零部件的三維實體模型,將零部件模型裝配成整機(jī)模型,通過干涉檢查
2、驗證了模型的正確性。將三維模型導(dǎo)入ANSYS軟件中,對模型進(jìn)行了網(wǎng)格劃分,施加了適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件,得到了液壓支架偏載時的應(yīng)力分布情況和變形情況,并將計算結(jié)果與實驗結(jié)果進(jìn)行了對比,驗證了模型的準(zhǔn)確性和精確性。同時,完成了液壓支架的模態(tài)分析,得到了各階振型。
然后,建立了掩護(hù)梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,采用ANSYS軟件和均勻試驗設(shè)計進(jìn)行了試驗,得到不同試驗方案下的掩護(hù)梁最大應(yīng)力值。利用最小二乘法擬合出設(shè)計參數(shù)和掩護(hù)梁最大應(yīng)力的響應(yīng)面
3、模型,使用隨機(jī)方向法完成了掩護(hù)梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化后的設(shè)計方案與原有設(shè)計方案相比,重量減輕了9.4%,優(yōu)化效果明顯。
最后,建立了前連桿的結(jié)構(gòu)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,利用最小二乘法擬合出了設(shè)計參數(shù)和前連桿最大應(yīng)力的響應(yīng)面模型,完成了前連桿結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化后的設(shè)計方案與原有設(shè)計方案相比重量減輕了16.2%。
本課題利用現(xiàn)代設(shè)計方法進(jìn)行了液壓支架的性能分析和關(guān)鍵零部件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,為液壓支架的研發(fā)提供了有價值的
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