液压支架是煤矿综采工作面安全和高效的保证,作为其出厂检验和型式试验的关键设备,液压支架试验台主要对液压支架的密封性、强度、寿命及立柱安全阀的开启压力等进行检测。由于模拟的是井下高压环境,试验过程又是反覆循环加载,因此对试验台的整体结构性能和使用寿命都有较高的要求。本课题所研究的20MN液压支架试验台是在12MN液压支架试验台的设计基础上改进而米,因此很有必要对其进行结构强度校核和疲劳寿命研究。传统的强度校核方法建立的数学模型简化过多,计算结果误差比较大,样机制造试验周期长,耗费人力物力。本文借鉴国内外已经在工程实践当中获得广泛应用的有限单元法并借助计算机技术对液压支架试验台的结构力学性能和疲劳寿命进行研究分析。首先用三维软件Pro/E建立液压支架试验台的CAD模型,导入到Hypermesh和MSC.Patran软什里进行必要的前处理,得到试验台的有限元模型,然后调用MSC.Nastran分别进行线性静力计算,得到了液压支架试验台在顶梁偏载、顶梁扭转和水平加载工况下的应力云图。通过对计算结果分析和材料强度校核,可知原来设计中所用的材料在局部位置应力强度不足,需要在局部更换强度更高的材料。对液压支架试验台进行疲劳寿命分析研究是在MSC.Fatigue中用全寿命分析法进行。用Nastran对液压支架试验台有限元模型进行自由模态分析,模态结果文件作为疲劳分析的基本几何应力信息模型,模态中性文件用于MSC. Adams/Flex进行柔性分析输出模态位移时间历程。依据模态应力恢复理论,模态位移时间历程作为Fatigue疲劳分析的载荷谱,然后设定相应材料S-N曲线,计算后得到液压支架试验台整体的疲劳寿命和损伤累积信息,通过分析研究后作为液压支架试验台的前期设计必要的理论数据。本文所用的疲劳分析方法是在液压支架试验台领域的首次探索研究,具有一定的工程参考价值。