基于VB的液壓支架結構件斷面抗彎強度計算分析程序設計

原志芳　常曉芳　陳韜宇

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

關鍵詞：液壓支架；結構件斷面；抗彎強度計算；VB軟件計算

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

1 引言 背景技術

液壓支架為煤礦機械化采煤的主要支護設備，結構件是液壓支架的主體框架，其結構多呈箱型，目前，對于液壓支架結構件箱體斷面抗彎強度設計計算，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，且界面可視化程度不好；中者為采用導入截面圖形來識別各個截面圖形尺寸分別對每塊板進行計算，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

根據液壓支架受力分析給出結構件危險斷面的最大彎矩M進行抗彎強度校核，畫出該部件危險斷面圖，該斷面圖通常為數十塊鋼板拼裝組成，首先需對相同類型尺寸鋼板進行歸類，整理出若干組鋼板類型；分別對每組鋼板進行截面積、截面型心高度計算，進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，進而計算出斷面總慣性矩J；依次計算出最大、最小彎曲應力、、最大最小安全系數；通過使用VB語言編制出自動計算結構件斷面抗彎強度計算分析程序，獲得相應安全系數并校核出該斷面是否設計合理；如圖1所示為某一部件危險斷面圖：

3 設計意圖及VB程序的實現

（1）設計意圖：使用VB語言編寫程序代替人工計算意義在于利用計算機快捷準確、功能強大以及具有可視化界；本程序設計目的在于克服上述缺點，基于VB語言設計，對各功能模塊編寫代碼、并進行編譯生成可執行exe文件。該程序包括信息參數輸入模塊、導入導出模塊、計算結果顯示模塊，并設有計算按鈕、導入、導出、清除按鈕；斷面抗彎強度計算分析截圖如2所示：

（2）信息參數輸入模塊：可按要求將已知的箱體截面的組件數量、斷面最大高度、箱體選用的材料強度、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度，可按相應的板材屈服強度比比值換算出該組鋼板在與其他鋼板使用相同材料強度時的厚度換算輸入即可；如鋼板組數9為使用Q690材料，其他各組鋼板都采用Q550材料，相應厚度換算為30*690/550=37.636。

（3）計算結果顯示模塊：點擊計算按鈕后，計算程序就會根據信息參數輸入模塊中的數據計算出截面形心高度y、截面慣性矩Jz、最大彎曲應力σmax、最小彎曲應力σmin、最大安全系數Nmax、最小安全系數Nmin，并在計算結果顯示模塊中相應位置顯示出來，液壓支架工藝設計人員可根據計算分析安全系數大小作出相應的強度增補或驗證措施。

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

4 使用效果及結語

使用效果：在進行液壓支架結構件箱體設計計算時，將技術人員從繁重的強度計算中解放出來，實現了方便快捷的抗彎強度計算過程，而且計算結果可靠，經驗證與OPT液壓支架優化軟件計算結果一致，界面友好，計算結果可靠，簡單易用、不受操作系統限制，適用所有windows98以上系統，所用時間相對較少。

隨著技術人員工作效率的與時倶進，需要更多的優化功能、先進技術方法來減輕并間接代替工藝設計人員工作；目前針對制造設計過程開發的程序相對較少，謹希望能有更多的專業技術人員能夠予以啟發，開發出更多更好用的程序來服務企業。

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計工作。