液压支架顶梁部件焊接的变形分析

徐瑞岗

（山西潞安郭庄煤业有限责任公司， 山西 长治 046100）

引言

随着煤炭开采技术的发展，自动化综采成为主要的开采方式，液压支架是进行自动化综采的重要设备，对巷道及工作面起着重要的支撑作用。液压支架的主体结构为焊接结构件，顶梁和掩护梁是液压支架的主要构件，承受较大的压力作用。在进行液压支架的加工过程中，对于顶梁的焊接是主要的加工工艺，由于顶梁的尺寸较大，并且结构较为复杂，在焊接过程中会引起一定的焊后变形[1]。顶梁部件的焊接变形，不仅造成液压支架装配困难，而且由于变形引起应力的变化，影响整体的性能，不利于液压支架的使用。针对顶梁的焊接变形，采用仿真分析的方式，确定有效控制焊接变形的措施，减小焊后变形，以提高液压支架的稳定性[2]。

1 液压支架顶梁焊接模拟准备

随着煤层开采深度的增加，液压支架承受的阻力也逐渐增强，对液压支架的承载性能具有较高的要求。由于液压支架整体的重量不能无限增加，液压支架的材料选用Q690 高强度结构钢[3]。采用Q690高强度结构钢，不仅提高强度，而且对于焊接的控制更加精确，避免热影响区的性能产生变化。

采用ANSYS 有限元软件对焊接区域的温度及变形进行仿真分析，依据仿真结果，分析焊接变形的规律，从而采取针对性的措施控制焊接变形。

2 顶梁部件的焊接有限元分析

2.1 焊接温度场的模拟分析

采用ANSYS 进行温度场的模拟分析，首先建立几何模型，由于焊接温度的变化与顶梁的结构相关性不大，同种材料进行焊接时的温度变化一致，因此，采用简单的模型进行温度场的模拟。……