Исследование факторов, влияющих на кривую перемещения нагрузки энергопоглощающего устройства методом моделирования деления площади

Том 12 научных докладов, номер статьи: 13492 (2022 г.) Цитировать эту статью

966 Доступов

Подробности о метриках

Предварительно сложенное энергопоглощающее устройство, которое является ключевым устройством защиты от ударов и поглощения энергии при опоре на проезжую часть, тестируется методом квазистатического сжатия и моделируется. Энергопоглощающее устройство разделено на зоны и по площади изучается влияние площади на кривую перемещения нагрузки энергопоглощающего устройства. Установлено, что погрешность численного моделирования находится в пределах 5%, что указывает на то, что процедура конечно-элементного моделирования подходит для анализируемой здесь проблемы. Устройство сминается по заранее сложенной схеме оригами в стабильной прогрессивной последовательности. Устройство было разделено на четыре области: верхнюю и нижнюю область открытия вогнутой поверхности, четыре угловые части; другие направления открытия регионов; средний край сгиба; окружающие четыре стороны края. Каждая область влияет на первую стадию падения и вторую стадию подъема кривой смещения нагрузки. Область края средней складки влияет на значение пиковой нагрузки кривой смещения нагрузки. По результатам численного моделирования были получены четыре показателя: пиковая нагрузка, средняя нагрузка, эффективность нагрузки и удельное поглощение энергии. Повышение прочности угловой области может обеспечить энергопоглощающее устройство с низкой пиковой нагрузкой и высокой средней разрушающей нагрузкой. Остальные области открывающихся областей влияют на первую нисходящую и вторую восходящую кривую. Первая поднимающаяся ступень несет нагрузку со среднего края.

При добыче угольных ресурсов на большую глубину часто происходят горные удары, что влияет на безопасность забоя и дорожного полотна. Горный взрыв в угольной шахте относится к динамическому явлению, при котором в породе вокруг ствола скважины или рабочего забоя внезапно возникают серьезные повреждения из-за мгновенного высвобождения энергии упругой деформации, что часто сопровождается падением угля и породы, огромным шумом и газовыми волнами. . Это разрушительное явление и одна из крупнейших катастроф на угольных шахтах. Эффективной технологией предотвращения и борьбы с горным ударом является метод поддержки1. Это метод пассивной защиты, позволяющий улучшить способность несущего тела противостоять горному удару за счет увеличения прочности опоры или улучшения метода опоры. Рабочий забой имеет опору, и проезжая часть тоже нуждается в опоре. Дорожное сопровождение включает в себя различные виды. Lv и др.2,3 создали механическую модель жестко-гибкой энергопоглощающей опорной конструкции. Ченг и др.4 разработали эффективный противопомпажный механизм против ударных нагрузок посредством характеристик деформации подшипника кронштейна. Чжан и др.5 предложили типы отказов анкерного стержня (троса) и U-образной рамной опоры и технологию контроля. Чжан и др.6,7,8 подтверждают эффективность применения портальных кронштейнов для решения практических инженерных задач в реальных проектах. Fan и др.9 предложили три предупреждающих индикатора прижимной рамки, основанные на идентификации положения стента. Чен и др.10 спроектировали и разработали самодвижущуюся гибкую щитовую гидравлическую крепь, которая успешно применялась при разработке крутонаклонных угольных пластов. Чжан и др.11 анализируют механические характеристики двухвинтовой гидравлической поддержки обрушения щита. Компания Tian, ​​Q.12 разработала гидравлическую опору щитового типа для обеспечения технической справки по предотвращению опрокидывания и скольжения гидравлической опоры при разработке угольных пластов с большим наклоном. Гидравлическая опора колонны является важным средством, противоударная опора с поглощением энергии13,14,15 является эффективной формой, которая может достичь эффекта поддержки, уступая и уступая дорогу.

Энергопоглощающее устройство является ключевой частью системы поддержки поглощения энергии. Он может смягчить воздействие окружающей породы за счет быстрого выхода и защитить систему поддержки от повреждений16. Было проведено множество исследований устройств поглощения энергии в других областях. В области дорожного движения, например, предотвращение аварий транспортных средств, вспомогательная роль в процессе крушения грузового отсека самолета и роль предотвращения аварий при столкновении современных железнодорожных транспортных средств17,18,19,20,21. Энергопоглощающие устройства выглядят как прогрессирующая складка при осевом сжатии, а пластическая деформация складки может поглощать большое количество энергии22. В последние годы многие эксперты и ученые оптимизировали конструкцию энергопоглощающей способности энергопоглощающих устройств. Ван и др.23 улучшают энергопоглощающую способность за счет оптимизации геометрии поперечного сечения энергопоглощающего устройства. Тарлочан и др.24 выбирают тонкостенные конструкции с формой поперечного сечения, отвечающей требованиям к производительности, для улучшения характеристик при столкновении. А, А. Ниа. и др.25 обнаружили, что круглая трубка обладает наибольшей способностью поглощения энергии и самой средней силой среди всех исследованных сечений, изучая тонкостенные трубки с различной формой поперечного сечения. Zarei 26 применила технологию мультидизайнной оптимизации для оптимизации сотового наполнения алюминия, чтобы максимизировать поглощение энергии и удельной энергии. Ялчин 27 посредством экспериментов показал, что правильная круглая алюминиевая трубка, наполненная пеной ПВХ, оказывает значительное влияние на способность поглощать энергию. Син и др.28 проанализировали характеристики поглощения осевой энергии алюминиевыми сотовыми буферами с помощью инженерных примеров и численного моделирования. Чжан и др.29 обсуждают взаимосвязь между параметрами формы сотовой ячейки и динамическими характеристиками изолятора. Юань и др.30 могут эффективно улучшить способность композитной конструкции поглощать энергию за счет оптимизации состава материала и конструкции конструкции. В горнодобывающей отрасли проводится множество исследований по опорам, но исследований по предварительно сложенным энергопоглощающим устройствам недостаточно.