在役液压支架部件疲劳寿命预估方法研究

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液压支架是机械化采煤的重要设备。提高液压支架的使用寿命对于节约成本保证煤矿开采的安全具有重要意义。由于液压支架在服役过程中受到循环变化载荷的作用,所以液压支架部件的主要破坏形式为疲劳破坏。液压支架部件寿命预估研究很多,但是对液压支架部件寿命预估的研究中往往采用材料的S-N曲线代替部件的S-N曲线使得估算的寿命值偏离真实寿命值。很少有文献考虑到液压支架在不同服役阶段,部件的损坏程度对疲劳强度的影响。针对以上问题本文提出在役液压支架部件疲劳寿命估算方法。研究的工作如下:  (1)针对材料的S-N曲线是由标准试件在对称应力循环试验下获得的,而液压支架的部件与标准试件有很大区别。液压支架的部件尺寸远远大于标准试件,比标准试件存在较多应力集中而且部件存在较多焊缝等影响因数会导致液压支架部件的疲劳强度低于标准试件的疲劳强度。针对以上问题提出引入影响因数的系数来修正液压支架部件材料S-N曲线的方法。使用修正系数修正液压支架部件材料S-N曲线获取液压支架部件的S-N曲线。  (2)针对在役液压支架在不同的服役阶段损坏程度不同对循环应力破坏的抵抗能力不同,提出在役液压支架部件状态评估的方法来考虑液压支架在不同服役阶段部件对应力破坏的抵抗能力不同。部件状态评估采用多目标多级评估方法。  (3)在役液压支架的部件寿命评估中,采用累积损伤理论。使用总损伤容量减去已用损伤容量得到剩余损伤容量。使用在役液压支架部件的状态系数折合得到部件的修正后的损伤容量。使用累积损伤原理和应力谱估算出在役液压支架的剩余寿命。最后与实验得出的部件寿命值对比误差较小,验证了本文提出的在役液压支架部件寿命估算方法的有效性和准确性。
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