正弦波纹管填充乳化液式吸能构件吸能特性研究
张建卓1
张万久1
潘一山2
郭昊1
王书文3
1.辽宁工程技术大学 机械工程学院,阜新 1230002.辽宁大学 物理学院,沈阳 1100363.中国中煤能源股份有限公司,北京 100120
摘要：预折纹式吸能构件是目前冲击地压矿井中唯一使用的吸能结构,具有优异的吸能特性,但在屈曲变形过程中存在载荷波动较大、由于摩擦的作用产生火花等问题.针对上述情况,设计了一种正弦波纹管(变径圆管)填充乳化液构成固液耦合体吸能构件(组合构件),研究了波纹管壁厚、母线振幅与出液口直径三个因素对吸能构件吸能特性的影响.建立平均载荷、载荷波动系数与比吸能的预测模型,利用 Abaqus有限元软件的光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)粒子算法对模型进行流固耦合分析,通过响应面法对吸能构件的结构参数进行寻优并得到优化结果.研究结果表明,当波纹管壁厚 3.959 mm,母线振幅 3.721 mm,出液口直径 22.161 mm时的吸能构件吸能特性最佳,平均载荷为 438.684 kN,载荷波动系数为 1.178,比吸能 12.123 kJ/kg.通过对比验证,结果具有较高的可信度,为防冲支护装备的吸能环节提供了一种优越的吸能构件.
关键词：吸能构件流固耦合响应面SPH粒子
分类号：TH114(机械学（机械设计基础理论）)
论文发表日期：2024-10-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 1079-1089 )
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