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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
冲击荷载作用下单元式吸能防冲支架响应特性研究
  • 8
  • 作者

    王书文 肖永惠 金峰 代连朋

  • 单位

    中国中煤能源集团有限公司辽宁大学物理学院辽宁大学灾害岩体力学研究所中天合创能源有限责任公司葫芦素煤矿中天合创能源有限责任公司门克庆煤矿

  • 摘要
    深入掌握超前液压支架的力学特性及其模态响应规律是巷道超前液压支架选型与优化设计的基础和前提。针对吸能防冲液压支架防冲性能问题,对冲击荷载作用下单元式吸能防冲支架响应特性开展研究。采用非线性有限元分析软件ABAQUS/Explicit显式求解器,建立单元式吸能防冲液压支架数值计算模型,对吸能防冲支架进行竖向冲击试验,研究分析吸能防冲支架的力学响应特性与模态响应特性,得到单元式吸能防冲液压支架的吸能特性、固有频率与易变形部件。结果表明:力学响应特性方面,冲击荷载作用下,单元式吸能防冲支架表现出了良好的“让压降阻、减震降幅、吸能止冲”的综合效能;整个冲击过程中,吸能防冲支架共计吸收2.30MJ的能量,吸能器塑性变形耗能约占40%~50%。模态响应特性方面,研究得到单元式吸能防冲液压支架整机固有频率约为665.37~3280.5Hz,频率较高。可知,该型吸能支架对近场顶板脆性断裂或煤体压缩失稳等中高频类型冲击地压显现具有良好的避频适应性。通过数值模拟计算结果得到了液压支架两根立柱和立柱护板是最容易发生振动变形的部件。立柱设计时要重点考虑避免第1、2、4、5、6和9阶振动频率处的振动变形,尤其主振型的避频设计;立柱护板设计时要重点考虑避免第1、2和9阶振动频率处的振动变形及其变形趋势。研究结果能够为巷道吸能防冲液压支架的合理选型与后续优化设计提供技术支撑。
  • 关键词

    冲击地压吸能防冲超前巷道数值模拟液压支架

  • 文章目录


    0引 言
    1数值计算模型的构建
    1.1单元式吸能防冲液压支架简介
    1.2单元式液压支架有限元模型建立
    2动静载荷下单元式支架的力学响应特性
    3单元式巷道液压支架的模态响应特性
    3.1液压支架的固有频率分析
    3.2液压支架的基本振型图分析
    4结 论
  • 引用格式
    王书文,肖永惠,金峰,等.冲击荷载作用下单元式吸能防冲支架响应特性研究[J/OL].煤炭科学技术,1-8[2025-01-16].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2402.TD.20250115.1430.029.html.
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