液压支架凹角圆管式薄壁构件吸能特性分析与优化

简介

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%。