【摘要】：鑒于煤礦支護(hù)設(shè)備抗沖擊能力差、在沖擊地壓中易遭受破壞而失效,開(kāi)發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且吸能性能良好的防沖支護(hù)裝置。對(duì)普通方管軸向壓縮過(guò)程完成數(shù)值模擬后,設(shè)計(jì)折棱管防沖支護(hù)裝置,并重點(diǎn)研究其板塊傾角對(duì)其吸能效果的影響。首先,通過(guò)有限元數(shù)值模擬分析,研究不同板塊傾角的防沖支護(hù)裝置在沖擊下的壓潰全過(guò)程,分析板塊傾角對(duì)裝置吸能效果的影響;其次,將折棱管防沖支護(hù)裝置與普通方管做吸能性能對(duì)比,綜合評(píng)價(jià)折棱管防沖支護(hù)裝置的優(yōu)勢(shì);最后,結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn),驗(yàn)證折棱管防沖支護(hù)裝置的最佳板塊傾角。結(jié)果表明,板塊傾角為156°的折棱管防沖支護(hù)裝置吸能性能最佳。
【圖文】：

髂埽嗤⒖燜偃夢(mèng)唬嘞傭釪；ふ銀褰峁共槐凰?壞，支護(hù)作用不失效。基于此，筆者將在防沖吸能支護(hù)理論基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單、吸能效果好的折棱管防沖支護(hù)裝置，研究其不同板塊傾角對(duì)自身失效屈曲變形和吸能特性的影響，，找到裝置最佳吸能角度，為沖擊地壓礦井的安全支護(hù)提供一種新裝置。1普通方管的軸向壓縮吸能過(guò)程數(shù)值模擬在吸能結(jié)構(gòu)中，任意橫截面都為正方形的管件結(jié)構(gòu)最為普遍。常被設(shè)計(jì)為汽車的耐撞結(jié)構(gòu)。為了研究折棱管防沖支護(hù)裝置的良好吸能性能，以普通方管為參考對(duì)象，先對(duì)比研究方管的吸能性能。圖1a中，以xoy為平面，模擬普通方管受壓吸能，設(shè)方管高度的80%為加載位移。方管邊長(zhǎng)為b=180mm，厚度為t=6mm，高度為h=352mm。方管存在由于加工產(chǎn)生的弱區(qū)域。因此，將方管2個(gè)對(duì)稱面的凸起設(shè)為誘導(dǎo)槽(即弱區(qū)域)，距離頂端的距離為c=35mm，高度為10mm;材料參數(shù):屈服應(yīng)力σs=730MPa，伸長(zhǎng)率為δ=12%，泊松比ν=0.3。圖1普通方管軸向壓縮Fig．1Axialcompressionoftheordinarysquaretube圖1b—圖1d所示為方管受壓后的軸向過(guò)程。首先，普通方管出現(xiàn)皺褶，且最先出現(xiàn)皺褶的位置是設(shè)置誘導(dǎo)槽的位置，說(shuō)明誘導(dǎo)槽的設(shè)置致使方管發(fā)生塑性大變形，然后逐漸形成連續(xù)的皺褶;在軸向壓縮結(jié)束時(shí)，已經(jīng)出現(xiàn)2個(gè)完整的皺褶。該過(guò)程表明，方管可以作為吸收能量的結(jié)構(gòu)件，其皺褶的發(fā)生是通過(guò)犧牲方管的縱向位移而實(shí)現(xiàn)的，整個(gè)壓縮過(guò)程就是方管的吸能過(guò)程。圖2a所示為普通方管在壓縮過(guò)程中反力－位移曲線，圖2b所示為普通方管的能量－位移曲線。圖2普通方管的壓縮曲線Fig．2Ordinarysquaretubecrushingcurve第1期馬簫等:板塊傾角對(duì)折棱管防沖支護(hù)裝置吸能特性的影響·123·

離為c=35mm，高度為10mm;材料參數(shù):屈服應(yīng)力σs=730MPa，伸長(zhǎng)率為δ=12%，泊松比ν=0.3。圖1普通方管軸向壓縮Fig．1Axialcompressionoftheordinarysquaretube圖1b—圖1d所示為方管受壓后的軸向過(guò)程。首先，普通方管出現(xiàn)皺褶，且最先出現(xiàn)皺褶的位置是設(shè)置誘導(dǎo)槽的位置，說(shuō)明誘導(dǎo)槽的設(shè)置致使方管發(fā)生塑性大變形，然后逐漸形成連續(xù)的皺褶;在軸向壓縮結(jié)束時(shí)，已經(jīng)出現(xiàn)2個(gè)完整的皺褶。該過(guò)程表明，方管可以作為吸收能量的結(jié)構(gòu)件，其皺褶的發(fā)生是通過(guò)犧牲方管的縱向位移而實(shí)現(xiàn)的，整個(gè)壓縮過(guò)程就是方管的吸能過(guò)程。圖2a所示為普通方管在壓縮過(guò)程中反力－位移曲線，圖2b所示為普通方管的能量－位移曲線。圖2普通方管的壓縮曲線Fig．2Ordinarysquaretubecrushingcurve第1期馬簫等:板塊傾角對(duì)折棱管防沖支護(hù)裝置吸能特性的影響·123·

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