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1、液压支架结构件焊接工艺及工装设计开题报告文献综述（包括调研资料的准备和收集）对于材料焊接性能的研究，源丁二次世界大战。国外在这方面研究较早，产生了不少的 理论。但是由于焊接涉及到的影响因素很多，因而更多的是进行实验研究，然后佐以理论分 析。就液压支架而言，国外如美国、南非、澳大利亚、德国等国家为节约昂贵的劳动力费用， 增加产量，提高生产效率和降低生产本钱，广泛采用高技术、高性能和高度自动化的设备。 为了便于自动控制和提高设备运转的可靠性，他们要求支架的结构和动作功能尽可能的简单, 因而大量采用整体顶梁的高支撑阻力的两柱掩护式支架，以保证回采工.作面的快速推进。为 了保证支架在工作过程中结构的强
2、度绝对可靠，他们不惜制造本钱，要求设计的支架额定工 作阻力高出实际所需工作阻力的一倍左右，因而大量地采用高强度钢板。在朱诗顺对液压支 架的钢材强度的屈服极限到达700MpalOOOMpa。为我国支架常用低合金高强度钢板强度的 23.6倍。就德国而言，过去设计支架常用的材料为ST52-3;邹茉莲对于特殊条件下以及出口美国 的支架采用高强度钢板，如STE690或STE88O。易见其材料较国内上了一个台阶。澳大利亚作为世界主要产煤国之一，近年来随着煤炭开采深度的不断加大，长壁工作面 数及其原煤产量在不断增加。长壁开采原煤总产量由1995年的5 434.2万t增至2000年的 8220.07万t:长壁
3、面数由1995年29个增加至2000年的34个。相应的其工作面装机功率也 越来越大，设备重型化趋势明显。其液压支架设计阻力在采深70300m的情况下到达 8600-10400kN,采煤机、刮板输送机装机功率分别在881kW和3X400kW以上。赵宏珠在 论中美两国液压支架的使用效果中提到，由于工作面设备配套能力大，设备可靠性高， 保证了长壁工作面的高产高效。在焊接研究方面，美国、前苏联、德国等国都进行得早，对于一些常用的钢材其都进行 过详尽的研究，得出了具体的结论。在毛德兵的综放开采技术在澳大利亚的应用前景中 提到德国北威州材料试验局（MPA）对支架常用钢板的共100多个大试样进行了工作强度特
4、性 试验。美国美国焊接学会曾对约531种钢梁和析架的进行过焊接接头疲劳性能进行过研究， 前苏联曾对高强钢能否制造疲劳载荷控制构件进行过系统的研究。与国外相比，国内在高强钢方面的研究相对有些滞后，这与我国钢材的开展现状有关。 只是对于16Mn这种低合金钢，由于在国内广泛应用，主要用丁焊接结构，郑修麒对其机械 性能以及焊接件的疲劳性能进行过深入地研究。但是就本课题而言，16Mn这种低强度合金 钢，不是本课题研究的内容（目前就是采用高强钢来代替16Mno近年来，随着对.工程质量要求的加深，对焊接接头力学性能的研究逐渐多了起来，相 关的文章也开始见于报端。鉴于国内16Mn钢材的应用较为普遍，对于其进行
5、的研究也较 多，赵少华，王国法，赵少东都是关于16Mn钢焊接接头疲劳寿命的研究。近儿年随着国内 桥梁道路建设的兴起，对于14MnNbq这种桥梁用钢焊接接头寿命研究也日益多起来，如陈 旭，张源等是关于14MnNbq焊接接头疲劳寿命的研究。张玉玲等是国内近期关于将名义应 力用于大型焊接构件疲劳研究的报道。其采用我国第一台2000kN和20000kN液压伺服疲 劳试验机，进行了大吨位疲劳试验。并将有关研究成果纳入2000年公布实施的铁路桥梁 钢结构设计规范TB10002.2-99o其采用的也是14MnNbq钢。如此同时，李建军等对于14MnVN的焊接接头寿命研究44、20g钢对接焊接接头应力 一应变
6、特性的研究也开始展开以及林盛，李东能够人对SS400（宝钢商业牌号、碳素钢）焊接 件疲劳性能的研究也开始进行。在研究方法开始试图用边界元李强，王波、有限元求解焊接接头疲劳寿命陶晓燕，但是上述方法很少考虑到焊接接头的材料变化（通过弹性模量E来表达材料性质），并且难以解决焊接 接头中的应力集中问题，其中有限元分析更是需要强大的焊接件疲劳数据库系统，因此上述方法较之传统的试验法而言还不成熟。整的说来国内在高强钢焊接件方面的研究刚刚开始展开，这与我国钢材的开展步伐是相 一致。选题意义（包括选题的理论价值和实践意义）液压支架是高产高效现代化煤矿采掘工作面的重要设备，起支撑顶板、推移刮板机等重 要作用。其
7、结构主要为复杂的厚板箱形结构，焊缝复杂多变，焊接质量是评价液压支架可靠 性的关键因素2。自20世纪80年代起，世界煤炭工业开始由传统化向现代化开展，带动了 液压支架飞速开展，美国等国家率先在井下采用大工作阻力、高可靠性的液压支架，实现了 高度集中化生产。我国也于20世纪90年代开始加速开展液压支架制造产业，国内液压支架 也逐渐向大工作阻力、高性能、超高可靠性方向开展。这对液压支架焊接可靠性提出了更高 的要求。提高液压支架焊接可靠性的研究已经成为液压支架制造领域的前沿课题之一。在煤矿开采过程当中，液压支架设备主要是使用在煤矿开采水平面不超过10度的缓倾 斜煤层当中，在实际的使用工作当中具有稳定性良好，防护性能较强以及移动速度较快等特 性。在巷道顶板的支护工作当中的适应性较强，液压支架全部由钢结构材料焊接构成，在整 个结构焊接的类型上相对较多，同时造成焊接工作量明显提升，实际的焊接尺寸大小不容易 控制，因此，经常会产生煤矿液压支架结构焊接的缺陷问题，以下针对这些问题进行了分析 和研究。研究方法（包括研究思路及技术路线）根据论文研究的要求，研究液压支架焊接性能，从焊接工艺角度进行分析其焊接性能, 承载能力主要通过有限元分析对支架整体进行受力分析，找出其应力分布规律，为支架设计 选用正确的高强钢提供科学依据。
