準確計算液壓支架工作變形和應(yīng)力分布是保證其經(jīng)濟性與工作性能的前提。基于有限元方法,采用SHELL單元和SOLID單元分別對鋼板結(jié)構(gòu)和其他復(fù)雜形狀零件進行網(wǎng)格劃分,同時,設(shè)置不同類型單元連接為綁定接觸、不同結(jié)構(gòu)件的鉸接連接為摩擦接觸,由此構(gòu)建了由混合類型單元組成的液壓支架整機有限元分析模型,其節(jié)點和單元數(shù)量少、單元質(zhì)量好、計算精度高、迭代求解速度快。分析計算中,分別選擇頂梁偏載和底座兩端集中載荷、頂梁偏載和底座扭轉(zhuǎn)兩種組合工況,分析了液壓支架承載后的工作變形和應(yīng)力分布規(guī)律,結(jié)果表明偏載和扭轉(zhuǎn)作用是支架失效的主要原因,其對液壓支架的設(shè)計具有重要的借鑒價值。

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【部分圖文】：

圖1SOLID單元模型的結(jié)果

用六面體20節(jié)點SOLID單元對1/4薄板進行分析，共得個1265節(jié)點和200個單元，分析結(jié)果，如圖1所示。再用四邊形8節(jié)點SHELL單元進行劃分，共得個341節(jié)點和100個單元，分析結(jié)果，如圖2所示。與由式（1）、式（2）計算的理論解對照，可見得到同樣精度的計算結(jié)果時SHELL....

圖2SHELL單元模型的結(jié)果

圖1SOLID單元模型的結(jié)果因此，用SHELL單元劃分鋼板結(jié)構(gòu)比較適宜。但是像柱窩結(jié)構(gòu)這樣的形狀復(fù)雜的實體結(jié)構(gòu)用SOLID劃分單元比較適宜。所以，整個支架結(jié)構(gòu)最好采用SOLID-SHELL單元混合模型。

圖3液壓支架整機模型

若對頂梁、掩護梁等獨立的結(jié)構(gòu)件分別進行分析，雖然每次分析的規(guī)模相對較小，且不需要考慮接觸問題，可以得到較高的計算精度，但需通過對支架整機作受力分析來確定各結(jié)構(gòu)件的受力情況。由于支架受扭轉(zhuǎn)、偏載載荷作用時，其受力為靜不定的非對稱空間力系，無法直接進行求解。所以，必須采用整機模型[8....

圖4頂梁有限元模型**（注：顯示了殼厚度）

為提高結(jié)果精度，對三維體或面劃分單元時均采用帶中間節(jié)點的高階單元。指定SOLID單元為六面體形狀，SHELL單元為四邊形形狀。并且對分析關(guān)注位置和應(yīng)力變化較劇烈的位置進行網(wǎng)格加密處理。得到的有限元模型，如圖3(b）所示。包括150582個節(jié)點和57164個單元，該模型的規(guī)模相對較....

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