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冲击地压薄壁圆管吸能构件仿真与试验研究

2021-05-19王成龙陈一方王成乐

煤炭工程 2021年5期
关键词:变形结构

王成龙,陈一方,王成乐,2

(1.山东科技大学 机械电子工程学院,山东 青岛 266590;2.日照市五莲县潮河镇应急管理事务服务中心,山东 日照 276800)

液压支架是当今煤炭开采主要的巷道支护设备,一些高强度的液压支架逐渐被应用到冲击地压巷道,以提高支护强度,应对冲击地压[1,2]。然而,当较大冲击地压发生瞬间,液压支架的安全阀往往来不及开启泄压保护,支护体现为刚性,来压直接造成立柱系统损坏进而导致整个支护体系失稳破坏。因此研制具备快速动态让压和吸能的新型防冲液压支架对增强巷道液压支护装备的防冲能力以及防治巷道冲击地压有重要意义。

改善支架的防冲性能主要有:从改变支架结构和在支架中添加吸能构件。唐治、杨巨文等[3,4]分别提出矿用扩径式和内外翻转式的吸能压溃构件,但该构件在实际工况下,薄壁管易开裂,变形模式不稳定,且需要设置导向装置,结构较为复杂,压溃变形吸能过程要求精度较高,难以实际应用到复杂剧烈的实际冲击工况中;潘一山等[5]提出一种填充泡沫铝的耗能缓冲装置,装置主要依靠泡沫铝吸能,但其结构复杂,且在静压下支护能力和冲击下吸能防冲能力相对较弱;马萧、唐治等[6,7]分别提出不同板块倾角的折棱管和带有预折纹的薄壁管式吸能压溃防冲构件,此类构件预折纹需要专用模具加工,工艺复杂,制作成本高,不易于大规模生产。Li Guangyao等[8]针对FGF填充管与均匀泡沫管对比研究,发现FGF填充管比能较大,峰值减低,有比均匀泡沫管更好耐撞性,但FGF填充管初始支撑力较差,无法满足防冲立柱的初始工作阻力,实际工作条件下容易受斜向载荷发生横向变形。……

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