2。4 充填开采支架与围岩相互作用体系 9

2。5 支架与直接顶相互作用力学计算 10

2。6 支架顶梁的力学模型 11

2。7 后顶梁所受压力的计算 11

2。8 前顶梁立柱所受压力 12

2。9 充填液压支架型号及参数 13

第3章  六柱液压支架三维模型的建立 15

3。1  PRO/E软件的简介 15

3。2 底座部分三维模型的建立 16

3。3 四连杆机构三维模型的建立 19

3。4 顶梁部分三维模型的建立 22

3。5 六柱液压支架各部分模型装配 27

第4章  液压支架有限元分析 28

4。1 有限元理论基础 28

4。2  ANSYS发展和应用简介 31

4。3 有限元实体模型的建立 31

4。4 单元选择和网格划分 32

4。5 载荷和约束的确定 33

4。6 液压支架模型有限元计算结果与分析 33

4。7 液压支架有限元分析结果讨论 35

第5章  液压支架优化改进 36

5。1 液压支架结构优化方案 36

5。2 液压支架结构优化 36

5。3 液压支架结构优化验证分析 43

总结 45

参考文献 46

致谢 47

6柱充填开采液压支架的有限元分析

第1章  液压支架概论

1。1 液压支架研究目的和意义

跟随着工业技术不断发展的脚步，我国国民经济对煤炭方面的的需求量也在逐步增加，因此，煤矿开采技术，特别是采煤工作面的生产技术面貌发生了前所未有的变化。1954年世界上第一个矿用液压支架在英国诞生，他标志着采矿行业正式进入综合机械化开采的时代。综合机械化开采采煤工作面上的三个主要的生产环节包括采煤、运输和支护都实现了机械化作业。采用刨削式或滚筒式等综合采煤机械实现落煤和装煤；运煤则采用工作面上重型可弯曲运输机，以及与其相配套的顺槽转载机或可伸缩的皮带运输机来实现；通过自移式液压支架的支护来完成对顶板的管理。通过这几种不同种类的设备的相互配合，促进了综合开采机械化采煤设备的发展。

上个世纪五十年代以来，采矿业工作面的支撑维护方式产生了很大的变化。液压支架作为主要的开采设备被广泛应用到各种开采的支护工程受到了世界上业内人士的高度关注。矿用液压支架的出现在煤炭工业发展的历史上具有划时代的意义，它标志着煤矿开始进入现代化的开采模式。现代煤矿开采需要各种设备，而液压支架在所有开采设备中尤为重要，其自重相当于所有设备总重的十分之八九，而它所需要的费用也占所有设备费用的十分之六七。矿用开采液压支架的动力通过液压元件中的高压液体来提供，它是通过若干个液压元件共同组合而成的一种能够支撑采煤工作面并且能够给采煤工作者提供一个相对安全的工作环境的设备，也使得采煤工作变得简便，提高了采煤的效率。煤矿开采液压支架具备很多优点例如采煤方式较为先进，经济实用性较为合理，安全性能较为可靠等等。在当前世界上，各个国家都在不断地致力于提高采煤工作面的综合开采机械化水平。