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矿用防冲方形折纹薄壁构件吸能特性数值分析
矿用防冲方形折纹薄壁构件吸能特性数值分析
摘要：
随着矿用设备的大型化和高速化，矿井事故中发生的挤压、碰撞冲击等问题也日益突出。为了保障矿工的安全，防冲技术被广泛应用于矿井设备中。本文以矿用防冲方形折纹薄壁构件为研究对象，通过数值分析方法探究其吸能特性，为矿井设备的安全设计提供理论支持。
1.引言
矿井事故中最常见的事故类型是挤压和碰撞冲击，这些冲击力对矿工的伤害是极大的。因此，开展研究以提高矿井设备的防护能力是非常必要的。方形折纹薄壁构件作为一种常用的吸能结构，在矿井设备中被广泛使用。本文通过数值分析方法，研究了矿用防冲方形折纹薄壁构件的吸能特性，以便在设计防冲结构时提供参考。
2.研究方法
本研究采用ANSYS有限元软件对矿用防冲方形折纹薄壁构件进行数值模拟分析。首先，根据实际情况建立数值模型，并设置约束和加载条件。然后，进行静力分析，研究结构在冲击过程中的力学响应。最后，根据模拟结果评估其吸能特性，并与实测数据进行对比。
3.模型建立与分析
在模型建立过程中，考虑到方形折纹薄壁构件的形状特征和实际受力情况，绘制了其几何形状。然后，根据构件材料的力学性能参数，确定了材料模型，并将其应用于有限元分析中。在加载条件的设定上，通过添加冲击负荷，在模型中模拟了矿井事故中的冲击过程。
通过有限元分析，得到了冲击过程中构件的应力、应变和位移等参数。同时，为了评估其吸能特性，采用了能量吸收系数来进行衡量。根据模拟结果分析，得出了方形折纹薄壁构件在冲击过程中的吸能效果，并与实测数据进行对比。
4.结果与讨论
通过数值模拟分析，得到了矿用防冲方形折纹薄壁构件在冲击过程中的力学响应，包括应力、应变和位移等。同时，通过能量吸收系数的计算，评估了构件的吸能特性。
实验结果表明，矿用防冲方形折纹薄壁构件具有较好的吸能特性，能够有效吸收冲击能量并减少对矿工的伤害。在设计防冲结构时，可以通过调整折纹的数量和尺寸来优化吸能性能。此外，材料的选择和优化也是影响吸能特性的重要因素。
5.结论与展望
本文通过数值模拟分析，研究了矿用防冲方形折纹薄壁构件的吸能特性。实验结果表明，该构件具有较好的吸能效果，能够有效保障矿工的安全。在今后的研究中，可以进一步优化构件的设计，提高吸能效果，并将其应用于更多的矿井设备中。
参考文献：
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关键词：矿用设备；防冲；方形折纹薄壁构件；吸能特性；数值分析