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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
液压支架立柱防冲吸能构件优化仿真及压溃实验研究
  • 52
  • 作者

    田立勇于晓涵周禹鹏孙业新于宁

  • 单位

    辽宁工程技术大学机械工程学院

  • 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,依托课题组防冲构件研究基础,为获得更大初始支反力峰值与吸能量,更小支反力分散度,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,实验选择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2253.52kN、最大支反力标准差206.23kN,最小初始支反力峰值2096.26kN,最小支反力标准差189.83kN,初始支反力峰值的平均值2149.32kN,支反力标准差平均值196.77kN;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的分析,预测模型法的平均支反力为1879.7kN,有限元仿真法的平均支反力为1945.9kN,压溃实验法平均支反力为1919.8kN,预测模型误差3.41%,压溃实验误差-1.3%,通过三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,可为防冲液压支架吸能构件的优化设计提供一定理论参考和设计依据。
  • 关键词

    液压支架吸能构件构件加工最优尺寸压溃实验

  • 文章目录
    0引言
    1研究对象及特性分析
    1.1研究对象
    1.2评价指标
    1.3吸能构件轴向压溃理论模型
    1.4研究方案
    2吸能构件仿真研究
    2.1有限元模型建立
    2.2吸能特性仿真分析
    3吸能构件压溃实验
    3.1样件加工与制作
    3.2压溃实验平台搭建
    3.3压溃实验
    4吸能构件结果对比分析
    结论
  • 引用格式
    田立勇,于晓涵,周禹鹏等.液压支架立柱防冲吸能构件优化仿真及压溃实验研究[J/OL].煤炭学报:1-13[2023-09-14].DOI:10.13225/j.cnki.jccs.2023.0676.
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