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新型屈曲约束支撑性能及试验研究
摘要
本文主要研究了新型屈曲约束支撑的性能及试验研究，介绍了屈曲约束支撑的工作原理、结构组成和应用场景。在此基础上，对屈曲约束支撑的力学性能、试验方法和分析方法进行了探讨，并对其优缺点进行评估。通过分析实验数据和现场效果调查表明，新型屈曲约束支撑在传统支护设备的基础上具有更高的稳定性、安全性和适用性，具有较高的推广使用价值。
关键词：屈曲约束支撑；性能；试验研究；优缺点
引言
煤矿井下工作环境恶劣，支护工作是重要的安全保障工作，传统支护设备存在许多问题，如支架刚度较低、可调节性不足、封闭性不好等。
为了解决传统支护设备存在的问题，研发出了新型屈曲约束支撑。该支撑具有较高的刚度和稳定性，能够充分保护井下作业人员的安全，具有广泛的应用场景和市场前景。
本文旨在对新型屈曲约束支撑的性能进行分析和评价，为该设备的推广应用提供理论和实践依据。
一、新型屈曲约束支撑的工作原理和结构组成
新型屈曲约束支撑是一种能够实现基本约束的支撑设备，工作原理是在矿井顶板的支撑面上施加反作用力，以抵消地质作用力，并提供施加压力的作用，使支撑设备具有一定的刚性。
该设备由支架、屈曲撑杆、撑杆套、卡板、端板、回位机构等组成。其中，支架由左、中、右三部分组成，支架采用组合式设计，可自由调节，使得支架的刚度、高度、宽度均能自由设置；屈曲撑杆是支架的核心部件，负责支撑力的传递自由调节，使得支架的刚度、高度、宽度均能自由设置；屈曲撑杆是支架的核心部件，负责支撑力的传递和约束顶板，同时也是支架的变形和警戒部件；卡板是支架和屈曲撑杆之间的连接件，主要起到传递力、约束特定位置、调节高度的作用；端板则是支架末端的固定板，其作用是保证支架不产生弯曲变形和不发生塌陷变形。
二、新型屈曲约束支撑的力学性能
新型屈曲约束支撑在工作时，必须承受来自地质作用力和顶板负载作用力的共同作用。因此，其力学性能是评估支护设备效果的关键指标。
静载试验是评估支撑设备性能的重要方法之一，可以通过对支架的承载能力、弯曲性能、刚度等进行分析，了解设备在不同工况下的响应特性和力学性能变化。
在静载试验中，需要针对实际地质条件和支架尺寸进行优化计算，确定支架设计参数和材料力学性能，以保证支架的强度和稳定性。同时还需要对支架的内部结构进行优化设计，以增强支架的刚性和承载能力，确保支架在承载工况下不产生弯曲失稳和挤变等问题。
三、新型屈曲约束支撑的试验方法
新型屈曲约束支撑的试验是评估其性能的重要方法之一。试验方法主要包括强度试验、刚度试验和加载试验等。
强度试验是评估支护设备承载能力和稳定性的方法之一。在强度试验中，需要对支架在不同工况下的承载能力进行测试，以验证其强度和承载能力是否符合设计要求。同时，还需要测试支架在承载工况下的变形和挠曲情况，以评估支架的稳定性和承载能力。
刚度试验是评估支护设备刚度和稳定性的方法之一。在刚度试验中，需要对支架的刚度进行测试，以评估其在不同工况下的响应特性和稳定性状况。同时，还需要测试支架在承载工况下的变形和挠曲情况，以评估支架的刚度和稳定性。
加载试验是评估支护设备整体性能的方法之一。在加载试验中，需要对支架的整体性能进行测试，以验证支架在不同工况下的承载性能和稳定性状况。同时，还需要测试支架的稳定性和效果，以评估支撑设备的整体性能和稳定性。
四、新型屈曲约束支撑的优缺点
新型屈曲约束支撑作为一种新型的支护设备，具有许多优点和缺点。
优点：
1、刚度大、稳定性好：新型屈曲约束支撑具有较高的刚度和稳定性，能够充分保护井下作业人员的安全。
2、可调节性好：该设备具有很好的可调节性，可以满足不同工况和地质条件下的需求，具有更加广阔的应用场景。
3、封闭性好：新型屈曲约束支撑的结构设计紧凑，封闭性较好，能够有效减少煤尘和其他有害物质的产生，提高了井下作业的环境安全性。
缺点：
1、成本高：因为设计和生产的工艺较为复杂，所以新型屈曲约束支撑的成本相对较高。
2、施工难度大：新型屈曲约束支撑的安装和维修需要专业技术人员进行，相对于传统支护设备，安装和维护难度较大。
结论
综上所述，新型屈曲约束支撑具有较高的稳定性、安全性和适用性，具有较高的推广使用价值。通过试验和实践应用的结果表明，该设备在传统支护设备的基础上具有更高的刚度、稳定性和可调节性，为矿山采煤作业提供了更加安全可靠的支撑保障。在今后的研究和应用中，应进一步完善新型屈曲约束支撑的设计和优化，提高其经济性和可靠性，使之成为矿山支撑设备中的重要组成部分。