基于RSM的液壓支架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、液壓支架是煤礦開采過程中的重要設(shè)備。本文以某型號(hào)液壓支架為研究對(duì)象，利用Pro/E軟件建立了液壓支架的三維模型，然后導(dǎo)入ANSYS中完成了整機(jī)的靜力學(xué)分析和模態(tài)分析。以重量為目標(biāo)，分別建立了掩護(hù)梁和前連桿的結(jié)構(gòu)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，采用均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，建立了設(shè)計(jì)參數(shù)和結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力的響應(yīng)面模型，完成了掩護(hù)梁和前連桿的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 首先利用Pro/E軟件建立了液壓支架各零部件的三維實(shí)體模型，將零部件模型裝配成整機(jī)模型，通過干涉檢查

2、驗(yàn)證了模型的正確性。將三維模型導(dǎo)入ANSYS軟件中，對(duì)模型進(jìn)行了網(wǎng)格劃分，施加了適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件，得到了液壓支架偏載時(shí)的應(yīng)力分布情況和變形情況，并將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性和精確性。同時(shí)，完成了液壓支架的模態(tài)分析，得到了各階振型。
　　 然后，建立了掩護(hù)梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，采用ANSYS軟件和均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行了試驗(yàn)，得到不同試驗(yàn)方案下的掩護(hù)梁最大應(yīng)力值。利用最小二乘法擬合出設(shè)計(jì)參數(shù)和掩護(hù)梁最大應(yīng)力的響應(yīng)面

3、模型，使用隨機(jī)方向法完成了掩護(hù)梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化后的設(shè)計(jì)方案與原有設(shè)計(jì)方案相比，重量減輕了9.4％，優(yōu)化效果明顯。
　　 最后，建立了前連桿的結(jié)構(gòu)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，利用最小二乘法擬合出了設(shè)計(jì)參數(shù)和前連桿最大應(yīng)力的響應(yīng)面模型，完成了前連桿結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化后的設(shè)計(jì)方案與原有設(shè)計(jì)方案相比重量減輕了16.2％。
　　 本課題利用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了液壓支架的性能分析和關(guān)鍵零部件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，為液壓支架的研發(fā)提供了有價(jià)值的