[00808875]采煤工作面输送设备现代设计系统的开发

课题提出了输送设备结构特征分层的方法，并利用该方法建立了采煤工作面输送设备关键零部件的数字化模型，简化并确定了关键零部件的边界条件和载荷情况、研究了其在主要工况下的应力与变形分布规律，从力学角度给出改进方案。应用现代数字设计方法实现了中部槽整体等关键零部件的拓扑优化，并进行了满足工艺要求的尺寸优化，实现了中部槽减重7.4%的优化目标。同时找出了现有轨座结构的设计缺陷，改进了轨座结构，使轨座的破坏率由 30%降低为 5%，较大程度提高轨座的使用寿命和可靠性。对拉移耳进行了以节点坐标为设计变量的形状优化，把拉移耳的直线长孔改为L型弯孔，成功的降低了应力峰值，提高了拉移耳的使用寿命。对均匀化方法开展了深入的理论研究，提出了一种新的二维正方形多孔微结构模型和一种三维正方体多孔微结构模型，有效避免了现有微结构模型求解速度慢的缺点，拓展了均匀化方法在复合材料方面和拓扑优化方面进一步应用的可能性。在国内首次将拓扑优化方法等现代设计理论应用到采煤工作面输送设备的设计上，直接降低了输送设备的制造成本，提高其关键零部件的使用寿命和可靠性。该成果具有较大的推广应用价值。