基于AHP-模糊模型的液压支架试验台中梁销轴节点优化研究

大吨位液压支架试验台加载试验中梁销轴节点端部孔壁区域峰值载荷过大,为改善销轴变形导致应力作用范围非连续性的状况,基于赫兹接触理论建立试验台销轴节点变形后峰值接触应力的数学理论模型,利用ANSYS软件对销轴节点模型仿真分析并与理论模型进行比对。结果表明:模拟结果与理论数据具有良好的一致性。结合实际工程现场应用,确定了降低销轴节点孔壁接触区域应力峰值的5个主要指标,即:轴孔缝隙、轴套管厚度、节点板厚、倒角长度、倒角角度,运用Minitab软件对3个评价指标:应力、切应力和应变建立主效应云图;根据模糊数学理论建立3个评价指标的隶属度函数,利用层次分析法(AHP)确定评价指标的权重向量,结合模糊综合评价和最大隶属度原则得到5个主要指标的最优解参数组合,并对该参数组合进行模拟。结果表明:优化后的销轴节点立柱峰值应力降比58.77%,耳板节点峰值应力降比12%。最优解参数组合在50 MN液压支架试验台的设计研发中得到了现场应用,验证了该优化参数的合理性,有效提升液压支架试验台加载试验时中梁销轴的使用寿命。进而证明:通过对销轴节点增设斜坡倒角,设置合理的初始间隙以及板材厚度,能够很大程度上减少销轴节点峰值载荷,并改善应力作用范围长度,为重型设备插拔定位销轴组件设计的实际工程应用提供了参考。