液压支架立柱与柱窝接触分析的随机有限元方法

韦波

摘要 考虑液压支架实际载荷的随机性，将支架实际载荷视为一个随机变量，利用随机有限元方法对液压支架工作过程中立柱与柱窝的接触应力进行计算，得到了随机载荷下立柱与柱窝的接触应力，形成了立柱与柱窝接触分析的随机有限元方法。然后，采用该随机有限元方法，以某型液压支架为对象，计算得到了随机载荷下立柱与柱窝的接触应力。

关键词 液压支架；随机载荷；有限元法；接触应力

中图分类号 TD402 文献标识码 A 文章编号2095—6363（2016）12—0079—02

液压支架是综采面的重要设备之一，其主要作用为支护顶板、推移采煤机和输送机等。随着采高增加，工作面压力提高，对液压支架的强度和刚度提出了更高的要求，使得其结构设计难度增加。尤其是支架立柱与柱窝处，因为应力集中而导致支架开裂是当前国产液压支架的主要问题。文献[1]利用Hertz理论对额定工作阻力下液压支架柱窝的几何尺寸所产生的弹性与塑性变形、应力进行了分析，为柱窝设计提供理论依据。文献[2]应用有限元软件对液压支架立柱与柱窝的接触部位进行了有限元分析，同时将分析结果与传统赫兹接触分析理论值进行对比，验证了有限元方法的合理性。文献[3]利用MSC.Nastran软件对不同立柱与柱窝结构进行局部细化，分析了柱窝在试验样架中出现开裂的原因，为柱窝结構改进提供理论参考。

上述研究成果利用不同的接触分析方法对液压支架立柱与柱窝的接触行为进行了分析，对提高液压支架的工作可靠性具有一定的作用。……