高强度锚杆冲击韧性研究

来源 :煤炭科学研究总院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fanleejohn
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高强度锚杆在井下使用时经常在螺纹段出现脆断现象,这与锚杆材料的冲击韧性密切相关,而煤矿行业对锚杆冲击韧性认识不足,对表征高强度锚杆冲击韧性的冲击吸收功值没有明确规定。本文采用实验室试验和数值模拟相结合的研究方法,研究了冲击韧性对锚杆在静载荷、动载荷下力学性能的影响,初步确定了高强度锚杆冲击吸收功的合理值。主要取得以下研究成果:冲击韧性影响锚杆螺纹段的冷弯性,当冲击吸收功低于30J时,锚杆螺纹段冷弯性差;冲击韧性对杆体段的冷弯性、杆体段和螺纹段的伸长率基本没有影响;冲击韧性影响锚杆复合应力下破坏状态,当冲击吸收功低于19J时,复合应力下锚杆易出现脆性破坏;仿真金属夏比冲击试验得到了冲击吸收功与失效应变的线性关系式;模拟得出不同冲击韧性的锚杆在最小破断动载荷下吸收的能量、产生的位移;模拟了锚固长度、冲击载荷、冲击载荷作用时间、弯曲角度、扭矩、冲击次数、预紧力等不同因素对锚杆在动载荷下响应的影响;确定了屈服强度500MPa锚杆冲击吸收功合理值为42J。通过以上研究明确了冲击韧性对锚杆力学性能的影响,为制定锚杆材料标准中合理的冲击吸收功数值提供了依据。
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