QY200液压支架分析：虚拟样机与有限元结合的应用

"基于虚拟样机和有限元分析的QY200-14-31型液压支架关键部件分析" 本文主要探讨了利用虚拟样机技术和有限元分析方法对QY200-14-31型液压支架进行性能评估的方法。QY200液压支架是一种在煤矿开采中广泛应用的设备，其高度变化范围为1400~3100mm，以适应不同的地下工作环境。 首先，通过Solidworks软件构建了QY200型液压支架的三维模型，该模型包含了顶梁、掩护梁、前后连杆、底座和立柱等关键部件。这一三维模型是后续分析的基础，能够准确反映液压支架的实际结构。 接着，运用ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）软件进行了静力学分析。在ADAMS中，利用广义坐标来描述系统的运动状态，并采用拉格朗日乘子法构建动力学模型。通过 Gear 预估—矫正算法或坐标缩减微分方程来求解动力学问题。静力学分析主要涉及三步：一是建立系统运动学仿真模型，定义运动副，设定约束和载荷；二是运行系统静态仿真模拟；三是解析仿真结果。 在构建系统仿真模型过程中，液压支架被简化为一个对称的平面四连杆结构，确保顶梁EF与ox轴平行，同时施加额定载荷。通过仿真，观察到顶梁的运行轨迹，发现其在x轴方向上的位移量约为67mm，这符合四连杆结构的设计预期。 此外，文中还讨论了液压支架在不同作业高度下的表现。随着高度变化，立柱的伸缩长度也会相应调整，范围在1284~2877mm。通过对F、G点运动副的静力学分析，可以深入了解铰接处受力的变化规律，这对于评估关键部件的承载能力和耐久性至关重要。 通过有限元分析，作者进一步对模型的3个极限位置进行应力分布和位移的比较分析，重点关注柱窝处的作用力特点。这样的分析有助于发现潜在的应力集中区域和可能的疲劳破坏点，从而为液压支架的设计优化提供依据。 本文结合虚拟样机技术和有限元分析，对QY200-14-31型液压支架进行了深入的力学性能研究，为液压支架的动态行为理解和结构改进提供了科学的计算手段和理论支持。这种多学科交叉的研究方法在现代工程设计中具有广泛的适用性，可以提高产品的设计精度和可靠性，减少实物试验的成本和风险。