刮板输送机是煤矿综采工作面智能化成套装备的重要组成部分之一,中部槽作为刮板输送机的机身和物料承载机构,其性能直接影响到刮板输送机的输送能力和整机工作的稳定性与可靠性,进而对煤炭的输送效率产生较大的影响。同刮板输送机中其他部件相比,中部槽的建模过程较为复杂,且不同型号中部槽的型式差别较大;中部槽的典型工况主要为推溜、拉架等,运行过程中受力比较复杂,其主要的失效形式为过度磨损和断裂,因此中部槽也是整个三机配套装备中使用量和消耗量较大的部件。综上,对刮板输送机的中部槽进行系统的参数化设计与分析是十分有必要的。本文以SGZ764/400型矿用刮板输送机的中部槽为基础,在ANSYS环境中,直接利用APDL参数化设计语言将中部槽的关键尺寸设置为变量。根据不同型式中部槽结构差异较大的特点,采用模块化的建模方法,运用命令流输入的方式,对中部槽进行了参数化建模,实现了更改尺寸参数就能够迅速建立相应中部槽模型的功能。根据中部槽的尺寸参数,建立了中部槽的有限元模型,并将网格划分的单元长度、材料属性参数和载荷参数等实现了参数化,完成了中部槽在推溜和拉架两种典型工况下的参数化静力学分析,实现了更改有限元参数便可对中部槽快速进行有限元建模、分析、求解的功能。对中部槽在推溜和拉架工况下的应力云图进行对比分析,分别获取了中部槽在两种工况下的应力集中部位,为中部槽的疲劳分析奠定的基础。在中部槽静力学分析的基础上,利用ANSYS Workbench软件中的Fatigue Tool模块,完成了中部槽的疲劳寿命分析。通过观察中部槽的疲劳寿命云图、疲劳安全系数云图和疲劳敏感度曲线图,获取了中部槽最容易发生疲劳破坏的部位,为中部槽的优化设计提供了依据。基于拓扑优化的基本理论和方法,完成了中部槽在两种典型工况下的拓扑优化分析。依据拓扑优化分析结果和中部槽在实际工况下的使用情况,对中部槽的结构进行了优化设计,并对优化后的中部槽进行了静力学分析和疲劳分析。结果显示,改进后的中部槽结构在底板上去除了两部分材料,减轻了中部槽的重量和体积,节省了材料和资源,满足强度和疲劳寿命方面的要求,而且在中部槽实际的工作环境中更方便底板中煤渣的清理。最后,在VC++平台下,对中部槽参数化建模和静力学分析的ANSYS命令流进行了后台封装,开发了中部槽参数化建模与分析系统,实现了中部槽建模、分析的完整过程,有效提高了中部槽的建模和分析效率。