液压支架作为长壁综采工作面的关键设备,始终是煤炭工作者重点关注和不断研究的内容。我国科学技术突飞猛进,对于液压支架的研究也更加深入,在传统研究方法的基础上,高效的计算机应用技术以及先进优化方法逐渐被应用于液压支架的试验研究上。首先,初步确定液压支架顶梁的基本结构尺寸,通过三维实体建模软件Pro/E建立液压支架顶梁的三维模型,利用Pro/E与ANSYS之间的数据接口,完成模型转换。其次,运用ANSYS有限元分析软件获得单一材料液压支架顶梁受扭转时的应力与应变云图确定危险断面。最后,在顶梁危险断面处拼焊另一种材料的板材形成复合材料液压支架顶梁,利用APDL命令流改变顶梁截面尺寸配比,得到顶梁截面上应力和应变的变化相关分析数据,通过实验数据对比,获得顶梁在危险断面处具有不同材质板材组合结构形式及其最佳尺寸配比,实现复合板材液压支架顶梁的优化设计。通过实验数据分析,绘制二位坐标图、散点图,拟合曲线推导焊板尺寸与应力大小的关系。优化的复合板材液压支架顶梁,重量减轻,成本降低,性价比更高。液压支架成本的降低可为企业节省资金,同时为企业带来效益和影响力。其分析结果与设计方法也为今后液压支架的优化设计提供技术支持。