原志芳　常曉芳　陳韜宇

摘 要：根據(jù)液壓支架受力分析給出結(jié)構(gòu)件危險斷面的最大彎矩M進(jìn)行抗彎強(qiáng)度校核，畫出斷面圖，計算各組鋼板斷面面積、型心高度、斷面慣性矩、最大最小彎曲應(yīng)力、最大最小安全系數(shù)，通過使用VB語言編制出自動計算結(jié)構(gòu)件斷面抗彎強(qiáng)度計算分析程序，獲得相應(yīng)安全系數(shù)并校核出該斷面是否設(shè)計合理；

關(guān)鍵詞：液壓支架；結(jié)構(gòu)件斷面；抗彎強(qiáng)度計算；VB軟件計算

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.034

1 引言 背景技術(shù)

液壓支架為煤礦機(jī)械化采煤的主要支護(hù)設(shè)備，結(jié)構(gòu)件是液壓支架的主體框架，其結(jié)構(gòu)多呈箱型，目前，對于液壓支架結(jié)構(gòu)件箱體斷面抗彎強(qiáng)度設(shè)計計算，多為依靠OPT液壓支架計算程序、采用邁實軟件或人工列方程計算等方式進(jìn)行計算，前者涉及到程序不能升級、不能支持win7以上操作系統(tǒng)，且界面可視化程度不好；中者為采用導(dǎo)入截面圖形來識別各個截面圖形尺寸分別對每塊板進(jìn)行計算，原理不同，使用起來效率方面并不算出眾；而后者在計算時效性方面計算太煩瑣，耗時耗力，多已放棄采用。

2 計算原理

根據(jù)液壓支架受力分析給出結(jié)構(gòu)件危險斷面的最大彎矩M進(jìn)行抗彎強(qiáng)度校核，畫出該部件危險斷面圖，該斷面圖通常為數(shù)十塊鋼板拼裝組成，首先需對相同類型尺寸鋼板進(jìn)行歸類，整理出若干組鋼板類型；分別對每組鋼板進(jìn)行截面積、截面型心高度計算，進(jìn)而計算出斷面的總型心高度、并分別計算出每組鋼板的矩形截面慣性矩，進(jìn)而計算出斷面總慣性矩J；依次計算出最大、最小彎曲應(yīng)力、、最大最小安全系數(shù)；通過使用VB語言編制出自動計算結(jié)構(gòu)件斷面抗彎強(qiáng)度計算分析程序，獲得相應(yīng)安全系數(shù)并校核出該斷面是否設(shè)計合理；如圖1所示為某一部件危險斷面圖：

3 設(shè)計意圖及VB程序的實現(xiàn)

（1）設(shè)計意圖：使用VB語言編寫程序代替人工計算意義在于利用計算機(jī)快捷準(zhǔn)確、功能強(qiáng)大以及具有可視化界；本程序設(shè)計目的在于克服上述缺點(diǎn)，基于VB語言設(shè)計，對各功能模塊編寫代碼、并進(jìn)行編譯生成可執(zhí)行exe文件。該程序包括信息參數(shù)輸入模塊、導(dǎo)入導(dǎo)出模塊、計算結(jié)果顯示模塊，并設(shè)有計算按鈕、導(dǎo)入、導(dǎo)出、清除按鈕；斷面抗彎強(qiáng)度計算分析截圖如2所示：

（2）信息參數(shù)輸入模塊：可按要求將已知的箱體截面的組件數(shù)量、斷面最大高度、箱體選用的材料強(qiáng)度、斷面位置所受最大彎矩，各組件的寬度、高度、形心高度、塊數(shù)依次輸入模塊；如該斷面中有某組鋼板高于或低其他材料強(qiáng)度，可按相應(yīng)的板材屈服強(qiáng)度比比值換算出該組鋼板在與其他鋼板使用相同材料強(qiáng)度時的厚度換算輸入即可；如鋼板組數(shù)9為使用Q690材料，其他各組鋼板都采用Q550材料，相應(yīng)厚度換算為30*690/550=37.636。

（3）計算結(jié)果顯示模塊：點(diǎn)擊計算按鈕后，計算程序就會根據(jù)信息參數(shù)輸入模塊中的數(shù)據(jù)計算出截面形心高度y、截面慣性矩Jz、最大彎曲應(yīng)力σmax、最小彎曲應(yīng)力σmin、最大安全系數(shù)Nmax、最小安全系數(shù)Nmin，并在計算結(jié)果顯示模塊中相應(yīng)位置顯示出來，液壓支架工藝設(shè)計人員可根據(jù)計算分析安全系數(shù)大小作出相應(yīng)的強(qiáng)度增補(bǔ)或驗證措施。

（4）導(dǎo)入導(dǎo)出模塊：點(diǎn)擊導(dǎo)出按鈕后，計算程序會彈出另存為對話框，將信息參數(shù)輸入數(shù)據(jù)及輸出分析按txt格式保存；以備后期存檔或方便查看。點(diǎn)擊導(dǎo)入按鈕后，計算程序會彈出打開對話框，供工藝設(shè)計人員選擇已保存的txt文件進(jìn)行導(dǎo)入至信息參數(shù)輸入模塊，方便設(shè)計人員及時驗算用；既可在信息參數(shù)輸入模塊直接輸入數(shù)據(jù)方式，也可按導(dǎo)入txt數(shù)據(jù)文件方式計算，期間可以根據(jù)設(shè)計意圖臨時更改輸入的參數(shù)，并且還可識別原OPT生成格式文件進(jìn)行導(dǎo)入、計算分析進(jìn)而實現(xiàn)新舊計算工具的融合體現(xiàn)。

4 使用效果及結(jié)語

使用效果：在進(jìn)行液壓支架結(jié)構(gòu)件箱體設(shè)計計算時，將技術(shù)人員從繁重的強(qiáng)度計算中解放出來，實現(xiàn)了方便快捷的抗彎強(qiáng)度計算過程，而且計算結(jié)果可靠，經(jīng)驗證與OPT液壓支架優(yōu)化軟件計算結(jié)果一致，界面友好，計算結(jié)果可靠，簡單易用、不受操作系統(tǒng)限制，適用所有windows98以上系統(tǒng)，所用時間相對較少。

隨著技術(shù)人員工作效率的與時倶進(jìn)，需要更多的優(yōu)化功能、先進(jìn)技術(shù)方法來減輕并間接代替工藝設(shè)計人員工作；目前針對制造設(shè)計過程開發(fā)的程序相對較少，謹(jǐn)希望能有更多的專業(yè)技術(shù)人員能夠予以啟發(fā)，開發(fā)出更多更好用的程序來服務(wù)企業(yè)。

作者簡介：原志芳（1987-），女，河南林州人，助理工程師，主要從事液壓支架工藝及工裝設(shè)計工作。