液压支架凹角圆管式薄壁构件吸能特性分析与优化

作     者：王春华 杨雨泽 安达 唐治 WANG Chun-hua;YANG Yu-ze;AN Da;TANG Zhi

作者机构：沈阳航空航天大学机电工程学院辽宁沈阳110000 辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000 

出 版 物：《机械设计与制造》 (Machinery Design & Manufacture)

年 卷 期：2024年第10期

页      面：266-271,276页

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51804152) 辽宁省自然科学基金资助项目(2019-MS-163) 

主　　题：液压支架 数值模拟 吸能防冲构件 变形模式 能量吸收 多目标优化 

摘      要：为有效防治煤矿冲击地压,增强液压立柱防冲性能,提出了新型凹角圆管式吸能防冲构件。通过数值模拟方法分析了构件凹角数量、直径和厚度对吸能特性的影响。基于响应面函数,运用理想点法对比吸能和载荷平稳系数两指标进行了多目标优化。结果表明:构件发生了倾斜渐进有序变形、渐进有序变形、无序挤压变形和混合变形四种稳定的变形模式,倾斜渐进有序变形吸能特性最好,渐进有序变形吸能特性最差。径厚比较大时,构件偏心率较小,多发生倾斜渐进有序变形模式,载荷位移曲线波动较小,吸能特性较好;径厚比较小时,构件偏心率较大,构件载荷位移曲线波动较大,吸能特性较差。优化结果表明凹角数量N=4、壁厚t=5.38mm、半径R=83.28mm构件吸能特性最佳,比吸能较圆管增加了17.80%,载荷平稳系数增加了29.17%。