基于Solidworks和Ansys Workbench的液压支架顶梁负载仿真分析

利用Solidworks软件对ZF8000-17-29型液压支架进行三维参数化建模,再利用ANSYS Workbench软件模拟液压支架顶梁在不同工况下的受载状况,通过仿真得到顶梁的应力与变形分布云图,最终分析得到顶梁受力的薄弱部位。为设计研发人员及时发现设计缺陷,进一步对液压支架的顶梁改进设计提供一定的理论依据。 【基于Solidworks和Ansys Workbench的液压支架顶梁负载仿真分析】 液压支架在煤炭开采中的综采工作面起着至关重要的作用，它们主要负责支护顶板，保证作业空间的安全。液压支架顶梁作为支架的重要组成部分，承受着顶板岩石的负荷，对工作面的安全具有直接影响。本文以ZF8000-17-29型液压支架为例，通过Solidworks软件进行三维参数化建模，然后使用ANSYS Workbench进行有限元分析，旨在研究顶梁在不同工况下的受载情况。 Solidworks是一款强大的三维CAD软件，能够实现复杂结构的精确建模。在液压支架的建模过程中，通过对各个组件如顶梁、底座、立柱、前后连杆和掩护梁等的参数化设计，可以快速生成符合实际尺寸和结构的三维模型。这种参数化设计方法便于调整设计参数，适应不同的工况需求。 接着，将建好的液压支架顶梁模型导入到ANSYS Workbench中，该软件是一款集成化的工程仿真平台，特别适合进行结构力学分析。通过有限元分析，可以将连续的物理区域离散成多个小单元，每个单元的受力和变形状态可以独立计算，从而模拟整个结构的应力和应变分布。在不同工况下，如不同负荷、不同支护条件等，分析顶梁的受载状态，可以得到应力和变形的分布云图，这些云图直观地展示了顶梁的受力状况。 通过仿真分析，可以识别出顶梁的薄弱部位，这些部位可能是应力集中或变形过大的地方，对液压支架的稳定性和安全性构成潜在威胁。这些发现对于设计研发人员来说至关重要，他们可以根据这些信息及时发现并修正设计缺陷，优化顶梁的结构，提高液压支架的整体性能和使用寿命。 此外，文中提到的CAN总线通信技术在现代液压支架监控系统中也起着关键作用。CAN（Controller Area Network）总线是一种多主站通信协议，具有高可靠性和实时性，常用于工业控制和汽车电子领域。在液压支架监控系统中，CAN总线可以实现各部件间的数据交换，例如压力监测、位置反馈等。然而，文中指出系统仅使用了部分CAN模块的功能，如未充分利用32个邮箱，缺乏错误帧处理和远程帧响应机制，这可能导致通信可靠性下降。因此，提升CAN总线通信系统的完善性也是液压支架智能化发展的重要方向。 结合Solidworks和ANSYS Workbench的仿真技术，可以为液压支架顶梁的设计优化提供有力的工具和支持，同时，提高通信系统的效率和可靠性也是确保液压支架正常运行的关键。这些研究不仅有助于提升液压支架的技术水平，还对煤矿安全生产有着积极的意义。