液压支架立柱防冲吸能构件优化仿真及压溃实验研究
田立勇
于晓涵
周禹鹏
孙业新
于宁
辽宁工程技术大学机械工程学院,辽宁阜新 123000
摘要：液压支架作为煤炭开采主要支护设备,经常受到冲击地压影响,防冲吸能构件起到保护液压支架作用,为获得更大的初始支反力峰值与吸能量、更小的支反力分散度,对吸能构件参数细化并通过ABAQUS有限元软件进行吸能构件的建模与压溃冲击仿真,获取吸能构件的吸能性能及屈曲变形形态,验证最优尺寸的吸能性能;对比吸能构件平均支反力的预测数据与有限元仿真数据,误差在 15%以内,最优尺寸构件的平均支反力模型预测误差为-3.40%,验证吸能构件预测模型所预测数据较为准确;搭建吸能构件压溃实验台,选择 5种加载速度,以准静态压溃方式对定制加工的吸能构件进行轴向加载压溃实验,实验结果表明:不同加载速度轴向压溃实验,支反力波动基本一致,最大初始支反力峰值为 2 253.52 kN,最大支反力标准差为 206.23 kN,最小初始支反力峰值为2096.26 kN,最小支反力标准差为189.83 kN,初始支反力峰值的平均值为2149.32 kN,支反力标准差平均值为 196.77 kN;不同压溃速度下的轴向压溃实验数据与吸能构件有限元仿真数据对比,初始支反力峰值、支反力标准差的相对误差分别为 5.6%、11.07%;对最优尺寸吸能构件通过预测模型法、有限元仿真法、压溃实验法三种方法进行吸能性能分析,预测模型法的平均支反力为1879.7 kN,有限元仿真法的平均支反力为1945.9 kN,压溃实验法平均支反力为1919.8 kN,预测模型误差 3.41%,压溃实验误差-1.3%,通过 3种方法的数据验证结果,证明了吸能构件分析方法的可靠性和可行性.
关键词：液压支架吸能构件构件加工最优尺寸压溃实验
分类号：TD355(矿山压力与支护)TD324(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52174143)
论文发表日期：2024-06-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 2924-2936 )
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