请9系6第 2016年11月
文章编号：10026673（2016）06074-03
机电产品开发与创新
Development & Innovation of Machinery & Electrical Products
液压支架的三维建模及主体结构有限元分析
关贞成，郑晓雯，陈雪婷
（中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院，北京100083)
Vol.29,No.6 Nov.,2016
摘要：论文利用SolidWorks软件的建模功能和ABAQUS软件的分析功能互补，应用SolidWorks软件对
液压支架进行三维建模，然后再将模型导入到ABAQUS软件中进行有限元分析。在工程实际中，液压支架的损坏一般是由于顶梁和底座的偏载和担转造成的，所以本文选取其中顶梁偏载底座担转、项渠扭转底座两端集中载荐这两种工况，对两柱接护式液压支架进行三维建模和有限元分析，从而得到液压支架各处的应力应变的分布情况，并得到液压支架在这两种工况下工作过程中的薄弱点，为液压支架的设计提供了参考依据。
关键调：液压支架；三维建模；有限元；SolidWorks;ABAQUS
中图分类号：TP39
文献标识码：A
doi:10.3969/j.issn.10026673.2016.06.027
Threedimensional Modeling and FiniteElement Analysis of MainFrame of Hydraulic Support
CUAN ZhenCheng, ZHENG XiooWen, CHEN XueTing
(School of Mechanical,Electronic and Information Engineering,China University of Mining and Technology(Beijing),Bejing 100083,China) Abstract: By means of the complementarity between the modeling capabilities of SolidWorks software and the analysis capabilities of ABAQUS software,the 3D model of hydraulic support is created with SolidWorks software,and the model is imported into ABAQUS aasodpeoeeeage unbalance load and torsional load of the top beam and the base,so the finite element analysis on twocolumn shield hydraulic support based on the working conditions of unbalance load on the top beam and torsional load of the base" and "torsional load of the top beam and unbalance load on the base is achieved in this paper, The stress and strain distribution of the hydraulic support are obtained and the weak points in the process of these two working conditions are found, The analysis results provide a reference for the design of hydraulic support Key words: hydraulic support; 3D modeling; finite element analysis; SolidWorks; ABAQUS
0引言
在21世纪第一个十年里，计算机辅助设计在我国的广泛使用，促进了液压支架设计水平的迅速提高，ABAQUS 等有限元分析软件快速发展，在模拟工况方面取得了很大的成就，但还存在以下两个间题。首先SolidWorks绘图软件建模功能强大，而分析方面却有所欠缺。其次ABAQUS 软件有限元分析功能比较全面，但建模方面则过于复杂。由于液压支架模型结构复杂，所以本文运用三维建模软件SolidWorks创建液压支架三维模型，然后再将其导人到ABAQUS软件中进行有限元分析，实现SolidWorks软
件的建模功能和ABAQUS软件的分析功能互补。修稿日期：2016-10-09
作者简介：关贞成（1996-），男，河北唐山人，现为中国矿业大：
学(北京)机械工程专业本科学生。 74
万方数据
中华人民共和国煤炭行业标准CB25974.1-2010（煤矿用液压支架第1部分：通用技术条件》间中规定了多种工况。实践表明，液压支架承受偏载和扭转工况是支架结构损坏的最主要原因。本文将重点针对液压支架顶渠偏载底座扭转、顶梁扭转底座两端集中载荷这两种工况进行分析。
1液压支架的三维建模
应用三维建模软件SolidWorks创建液压支架的三维模型。在将三维模型导人ABAQUS之前需要在Solid Works中完成两项准备工作。
第一项，简化液压支架模型。因为本文是对液压支架主体结构进行静力学强度分析，所以需要对其部件的非相关因素进行简化处理，具体的操作如下：一是将液压支架项、掩护及底座中对应力分析影响不大的挡块、耳板、管环等构件以及对主体结构受力影响比较小的倒角、孔和沟槽去除掉口。二是用载荷代替立柱和平衡千斤顶。