基于ANSYS的液压支架掩护梁结构优化研究

以ZY3800/15/30型两柱掩护式液压支架为研究对象,建立了掩护梁的结构优化设计模型,利用ANSYS的参数化设计语言APDL,获得了掩护梁优化模型的求解,实现了掩护梁的重量减轻约6.53%,减重效果比较明显。该研究方法可推广到液压支架其他部件的结构优化设计,也为液压支架的整体结构优化提供了有益参考。 标题中的“基于ANSYS的液压支架掩护梁结构优化研究”指的是使用ANSYS软件进行的液压支架中掩护梁部分的结构优化设计工作。液压支架是用于煤炭开采中支护巷道的重要设备，掩护梁作为其中的关键组件，其结构性能直接影响到支架的稳定性和工作效率。结构优化的主要目标是减轻重量的同时保证结构强度，从而提高整体设备的移动灵活性和能效。 描述中提到，以ZY3800/15/30型两柱掩护式液压支架为研究对象，研究人员建立了一个掩护梁的结构优化设计模型。利用ANSYS的参数化设计语言APDL（参数化设计语言），能够高效地对复杂的掩护梁结构进行建模和求解。通过优化设计，掩护梁的重量减少了大约6.53%，这是一个显著的减重效果，表明优化设计取得了成功。这种方法不仅适用于掩护梁，还可以扩展到液压支架的其他部件，为整体结构优化提供有价值的参考。 在部分内容中，讨论了四连杆机构的优化设计。四连杆机构是液压支架中常见的运动机构，它涉及到多个铰接点的运动轨迹和相互关系。为了简化问题，将铰点e的运动轨迹理想化为直线，通过设定不同的坐标点和几何关系，如前连杆和后连杆上铰点的距离、掩护梁上铰点的位置等，来计算并确定各铰点的位置。通过Visual Basic编程实现这些计算过程，可以根据给定的初始条件快速得到优化的尺寸和相对位置，提高设计精度和效率。 结语部分强调了使用Visual Basic编程语言编写优化设计主程序的意义，它能够缩短设计周期，提高设计精度，为液压支架的选择提供理论依据。同时，通过ANSYS的参数化设计，不仅优化了掩护梁，还为整个液压支架的结构优化提供了有效的工具和方法。 这项研究运用了ANSYS的高级功能和编程技术，对液压支架掩护梁进行了深入的结构优化，实现了显著的减重效果，并提出了将这一方法扩展到其他部件的可能性，为液压支架设计领域的进步做出了贡献。同时，通过编程自动化设计流程，提升了设计质量和效率，对于工程实践具有很高的指导价值。