薄壁预折纹方筒是目前矿井下使用的吸能防冲液压支架的核心吸能构件，其屈曲让位吸能的可靠性对支架的防冲功能具有决定性作用。为探究预折纹方筒实际应用时的可靠性，提出4个指标作为其评价依据，即屈曲临界力、让位阻力降、比吸能和菱形折纹变形数量，并通过室内试验和现场监测研究1∶1的预折纹方筒吸能构件的这4个指标。室内试验得到：预折纹方筒轴向压缩下屈曲临界力达2 617 kN,让位阻力降是峰值的47%,比吸能达26.1 kJ/kg, 8个菱形预折纹都能够正常折叠变形，4个指标与数值模拟计算结果都非常相近；预折纹方筒受偏心压缩时屈曲临界力达2 658 kN,未受偏心压缩影响，但局部的菱形预折纹出现失效和异常变形的情况，让位阻力降达到峰值的60%,比吸能减少为23.6 kJ/kg。从2种试验结果的对比可见，偏心压缩对预折纹方筒屈曲让位吸能产生了明显影响，使其可靠性降低，因此提出设计一套刚性导向装置配合预折纹方筒的使用，以避免偏心压缩的情况出现。现场试验阶段，将预折纹方筒与刚性导向装置组合安装于巷道防冲支架中，在发生的几次大能量巷道冲击事件中，预折纹方筒发挥了快速屈曲让位吸能的作用，累计吸能量达136 kJ,证实了预折纹方筒可以达到较高的可靠性。综上，预折纹方筒在保证轴向压缩下能够实现预期的屈曲让位吸能作用，具有良好的可靠性，可以满足巷道防冲支架的使用需求。

国家自然科学基金-辽宁联合基金重点项目（U1908222）；国家自然科学基金项目（52104087）；辽宁省“兴辽英才计划”项目（XLYC1801010）；

1 预折纹方筒设计与特性分析
1.1 预折纹方筒结构形式设计与特性分析
1.2 预折纹方筒吸能构件参数设计
1) 几何参数：
2) 材料参数：
3) 性能参数：
2 预折纹方筒轴向压缩屈曲吸能试验研究
2.1 试验条件与操作步骤
2.2 试验结果与分析
1) 预折纹方筒屈曲形态分析
2) 屈曲让位阻力与吸能结果
3 预折纹方筒偏心压缩屈曲吸能试验研究
3.1 偏心压缩试验系统与测试过程
3.2 试验结果与分析
1) 试件屈曲形态与分析
2) 屈曲让位阻力与吸能情况
4 预折纹方筒现场应用效果研究
4.1 折纹筒防偏设计与现场应用
4.2 折纹筒现场应用监测与效果分析
5 结 论

肖永惠,潘一山,陈建强,刘昆轮,王爱文,代连朋.巷道防冲支架吸能构件屈曲吸能可靠性研究[J].采矿与安全工程学报,2022,39(02):317-327.DOI:10.13545/j.cnki.jmse.2021.0495.