采煤机截割部壳体热-结构耦合分析与安全优化

"采煤机截割部壳体热-结构耦合分析及优化" 在煤炭开采过程中，采煤机的截割部壳体是至关重要的组成部分，它在高强度的工作环境中承受着巨大的压力和温度变化。文章针对这一问题，对截割部壳体进行了深入的热-结构耦合分析，旨在提高其可靠性并确保采煤机的安全稳定运行。 首先，研究者运用Pro/E软件建立截割部壳体的三维模型，这是一个基于参数化的三维实体建模工具，能够精确地模拟壳体的几何形状和结构细节。随后，结合虚拟样机技术和有限元分析方法，他们模拟了采煤机在实际工作条件下的温度场分布。虚拟样机技术允许研究人员在计算机上模拟机器的动态行为，而有限元分析则能将复杂结构分解成许多小单元，分别计算每个单元的受力状态，从而获得整体结构的应力分布情况。 在热-结构耦合仿真的过程中，发现壳体的耳部和安装电机筒子底部等区域存在应力集中现象，这些部位的应力超过了壳体材料的许用应力，这意味着在长期工作后，这些区域可能会出现裂纹，影响壳体的结构完整性和使用寿命，进而威胁到整个采煤机的安全性。 为了解决这一问题，研究者对壳体进行了优化设计。优化设计通常包括材料选择、结构改进、减重设计等多个方面，目标是在保证性能的同时减轻壳体的重量，降低应力集中，提升壳体的耐久性。经过优化后，壳体的应力分布得到了改善，同时对其进行了疲劳寿命分析，以评估在预期工作条件下的耐用性。 文章的研究成果不仅为采煤机截割部壳体的结构设计提供了理论依据，也为同类设备的改进和维护提供了参考。通过对热-结构耦合效应的深入理解，可以更有效地预测和防止由于高温和机械应力导致的设备损坏，从而提高采煤作业的安全性和效率。 关键词：截割部壳体；热-结构耦合；薄弱部位；疲劳寿命；优化设计 中图分类号：TD421 文献标志码：A 文章编号： 这项研究展示了如何通过现代工程分析工具和技术来解决实际工业问题，对于提高煤炭开采设备的可靠性和安全性具有重要意义。通过热-结构耦合分析，可以更好地理解复杂工况下设备的性能表现，并针对性地进行优化，为采煤行业的设备设计提供了新的思路和方法。