• 论文
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
含泡沫铝填充多胞方管吸能立柱防冲特性数值研究
  • 作者

    肖晓春朱恒徐军樊玉峰李子阳雷云

  • 单位

    辽宁工程技术大学 力学与工程学院辽宁工程技术大学 辽宁省矿山环境与灾害力学重点实验室中煤科工集团沈阳研究院有限公司

  • 摘要

    针对吸能防冲支架已有吸能构件防冲性能不足的问题,提出了一种泡沫铝填充多胞方管结构,根据泡沫材料填充薄壁结构轴向吸能理论得出其压溃平均载荷公式,采用ABAQUS/Explicit完成了普通方管、多胞方管和泡沫铝填充多胞方管轴向冲击仿真,并在此基础上对比研究了普通立柱与吸能立柱的抗冲击性能。结果表明:相对于普通方管和多胞方管,泡沫铝填充多胞方管产生了压溃形态理想的轴对称渐进叠缩变形,变形中初始承载峰值、载荷均值与吸能量均明显提高,有效变形距离减小,载荷波动降低,承载效率提高。随泡沫铝填充率增加,构件有效变形距离与吸能量减小;随泡沫铝孔隙度降低,构件载荷均方差降低,吸能量与承载效率提高。25%填充率下60%孔隙度泡沫铝填充多胞方管是较为理想的吸能防冲构件。普通立柱受冲击后载荷激增,弯曲变形严重,立柱依靠自身变形吸收冲击能量,支护效果较差;而吸能立柱受冲击后吸能构件启动变形让位吸能,大幅度降低了立柱的载荷,吸收了外界大部分的冲击能量,避免了立柱的弯曲变形,提高了支架的抗冲击性能。

  • 关键词

    泡沫铝多胞方管吸能防冲特性孔隙度立柱

  • 引用格式
    肖晓春,朱恒,徐军等.含泡沫铝填充多胞方管吸能立柱防冲特性数值研究[J/OL].煤炭科学技术:1-11[2023-04-03].https://doi.org/10.13199/j.cnki.cst.2022-1608.
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