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液压支架有限元应力应变的分析汇报人：2024-01-28

CATALOGUE目录引言液压支架有限元模型的建立液压支架的应力应变分析不同工况下液压支架的应力应变响应液压支架结构优化设计及验证结论与展望

01引言

液压支架是煤矿井下综采工作面的重要设备，其安全性和稳定性对于保障矿井安全和生产效率具有重要意义。随着煤矿开采深度的增加和地质条件的复杂化，液压支架的受力状况越来越复杂，传统的经验设计和试验方法已无法满足现代煤矿安全高效生产的需求。因此，开展液压支架有限元应力应变分析，对于优化液压支架设计、提高液压支架的安全性和稳定性、保障矿井安全和生产效率具有重要意义。研究背景和意义

未来，随着计算机技术的不断发展和有限元理论的不断完善，液压支架有限元应力应变分析将更加精确、高效和智能化。国内外学者在液压支架有限元应力应变分析方面开展了大量研究工作，取得了显著成果。目前，液压支架有限元应力应变分析已成为研究热点之一，国内外学者在建模方法、材料本构关系、边界条件处理、求解算法等方面进行了深入研究。国内外研究现状及发展趋势

本研究旨在通过有限元方法对液压支架进行应力应变分析，主…建立液压支架的三维有限元模型、确定材料属性和边界条件、进行网格划分和求解计算、分析液压支架的应力应变分布规律和特点。要点一要点二采用的研究方法包括文献综述、理论分析、数值模拟和实验验证等。其中，数值模拟是本研究的核心方法，通过有限元软件对液压支架进行建模和求解计算，得到液压支架的应力应变分布云图和数据结果。研究内容和方法

02液压支架有限元模型的建立

液压支架的结构和特点结构组成液压支架主要由顶梁、底座、立柱、推移装置、护帮装置、防倒防滑装置等组成。结构特点液压支架结构复杂，各部件之间通过销轴、耳座等连接，承受来自顶板和底板的压力以及采煤机的截割力等。工作原理液压支架通过液压系统控制各部件的动作，实现支撑、推移、护帮等功能。

有限元模型的建立方法和步骤对液压支架结构进行简化处理，忽略对整体性能影响较小的细节部分。根据液压支架的结构特点和分析需求，选择合适的单元类型进行网格划分。定义液压支架各部件的材料属性，包括弹性模量、泊松比、密度等。根据液压支架的实际工作状况，施加相应的边界条件，如约束、载荷等。模型简化单元选择材料属性边界条件

通过对比有限元分析结果与实验结果或理论计算结果，验证有限元模型的准确性和可靠性。模型验证根据验证结果对有限元模型进行修正，包括调整单元类型、材料属性、边界条件等，以提高分析精度。模型修正对修正后的有限元模型再次进行验证，确保分析结果的准确性和可靠性。重复验证模型验证和修正

03液压支架的应力应变分析

应力01物体内部单位面积上的内力集度，表示物体内部的受力状态。在液压支架中，应力主要来源于液压力、重力等外部载荷以及支架结构本身的约束。应变02物体在应力作用下产生的形状和尺寸的变化。液压支架的应变主要包括弹性应变和塑性应变，其中弹性应变是可逆的，而塑性应变是不可逆的。弹性力学基本原理03弹性力学是研究物体在外力作用下产生变形和内力分布规律的科学。在液压支架的应力应变分析中，弹性力学基本原理是分析的基础，包括胡克定律、广义胡克定律等。应力应变基本概念和原理

有限元法将连续的液压支架结构离散为有限个单元，通过求解每个单元的应力应变，进而得到整个结构的应力应变分布。有限元法具有适应性强、精度高等优点，在复杂结构分析中广泛应用。有限差分法用差分代替微分，将连续问题离散化，通过求解差分方程得到液压支架的应力应变分布。有限差分法适用于规则网格划分和简单边界条件的情况。边界元法将微分方程的边值问题转化为边界积分方程进行求解，适用于求解具有规则形状和均匀材料的液压支架结构。边界元法具有降维、计算量小等优点。液压支架的应力应变分析方法

云图显示通过绘制液压支架的应力应变云图，可以直观地展示结构内部的应力应变分布情况。云图通常采用不同颜色表示不同的应力应变水平，便于分析和比较。数据表格将液压支架各关键部位的应力应变数据整理成表格形式，便于进行定量分析和对比。数据表格应包括部位名称、应力值、应变值等信息。结果解读根据应力应变分析结果，可以评估液压支架的结构安全性、稳定性以及优化设计的潜力。例如，通过分析最大应力值和许用应力值的比较，可以判断结构是否满足强度要求；通过分析应变分布规律，可以优化结构的刚度设计。结果可视化及解读

04不同工况下液压支架的应力应变响应

工况一正常工作状态，液压支架承受额定工作压力，采用均匀加载方式。工况二过载状态，液压支架承受1.5倍额定工作压力，采用局部集中加载方式。工况三冲击状态，液压支架承受瞬间冲击载荷，采用动态加载方式。工况设置及加载方式

123在正常工作状态下，液压支架的应力分布较为均匀，最大应力出现在支撑部位，应变值