迈步式拱形超前支护装备的有限元分析及顶梁结构优化

论文摘要

为解决掘支失衡问题、提高掘进效率,设计了迈步式拱形超前支护装备。为研究该装置的结构稳定性,首先基于实际工况建立迈步式超前支护顶梁多点分布式静力学模型,并依据力法原理和奇异函数法列出顶梁应力、位移方程。然后运用有限元软件对单组支撑状态下冒顶工况进行静力学仿真,仿真结果表明支护顶梁存在应力集中现象,最大应力达192. 71 MPa,安全系数为1. 22。最后运用Ansys Workbench中Design Explorer模块对顶梁结构进行多目标尺寸优化,对优化后新模型再仿真,结果表明单个顶梁质量减少了7. 6%,整体应力降低了28. 3%,安全系数增至1. 70,说明优化后的超前支护结构具有良好的结构稳定性,得到的结论可为迈步式超前支护装备和类似支护装备的结构、尺寸设计及优化提供参考依据。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 毛君,郭光领,谢苗

关键词: 掘支失衡,超前支护,冒顶,尺寸优化

来源: 机械强度 2019年06期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 矿业工程

单位: 辽宁工程技术大学机械工程学院

基金: 国家自然科学基金项目(51304107,51774162)资助~~

分类号: TD353

DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2019.06.021

页码: 1400-1407

总页数: 8

文件大小: 517K

下载量: 102

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