基于双向流固耦合的液压支架立柱疲劳寿命优化研究

赵丽娟, 何祥源, 龚舒天, 李娇荣, 林国聪, 韩圣宁

doi:10.13301/j.cnki.ct.2026.09.001

煤炭技术 ›› 2026, Vol. 45 ›› Issue (9) : 1 -7. DOI: 10.13301/j.cnki.ct.2026.09.001

基于双向流固耦合的液压支架立柱疲劳寿命优化研究

赵丽娟, 何祥源, 龚舒天, 李娇荣, 林国聪, 韩圣宁

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摘要

综采过程中，液压支架立柱在偏载条件下易出现受力不均和应力集中，严重影响支撑稳定性和寿命。以ZY21000/36/75D型液压支架为工程对象，建立其低位偏载工况下刚柔耦合仿真模型，基于仿真结果构建顶梁和立柱的空间力系模型，推导方程组求解立柱受力，对偏载侧立柱进行双向流固耦合分析，依据循环加载疲劳寿命准则优化立柱结构。研究表明：低位偏载工况下，2个立柱受力的最大值分别为8.122 1 MN和18.960 0 MN，立柱缸体最大应力713.08 MPa，进油孔出口处有应力集中，最大应力791.73 MPa。通过优化，将最低寿命从16 909次提高至23 157次。研究结果对提高立柱使用寿命具有重要意义。