波形钢腹板支架拱结构的局部稳定性能

论文摘要

针对一种新型煤矿巷道波形钢腹板支架拱结构,首先设计了六榀半圆拱形支架的局部稳定性能试验,研究不同翼缘宽厚比、腹板高厚比对波形钢腹板工形截面拱结构的局部稳定性能的影响;然后采用有限元软件ANSYS计算分析试验支架的局部屈曲性能,并与试验结果进行对比;最后进行了支架拱结构弹塑性局部屈曲分析.结果表明:翼缘宽厚比减小,构件的局部稳定承载力提高显著,当翼缘局部失稳后会导致构件整体变形加大,继而导致构件的整体失稳;腹板高厚比增大,其局部稳定承载力也随之增大,当腹板局部失稳时,会带动翼缘发生局部失稳,从而导致变形过大,加快构件的整体失稳;支架试验结果与有限元结果吻合良好,验证了有限元模型的正确性;适当增大腹板高度及厚度、翼缘宽度或厚度时均可提高腹板的局部稳定承载力,随着圆心角的增大(矢跨比增大),构件的翼缘局部稳定承载力逐渐减小,圆心角对腹板局部稳定承载力影响较小.

论文目录

• 1 波形钢腹板支架拱结构局部稳定性能模型试验
•   1.1 试件设计和材料性能
•     1.1.1 试件设计
•     1.1.2 材料性能
•   1.2 加载方案及测点布置
•     1.2.1 加载方案及试验装置
•     1.2.2 测点布置
•   1.3 试验结果及分析
•     1.3.1 翼缘失稳试验结果及分析
•     1.3.2 腹板失稳试验结果及分析
• 2 试验结果与有限元计算结果对比
•   2.1 试验支架的有限元建模
•   2.2 有限元与试验结果的对比
•     2.2.1 翼缘屈曲的有限元分析与试验结果的对比
•     2.2.2 腹板屈曲的有限元分析及与试验结果的对比
• 3 支架拱结构弹塑性局部屈曲性能的数值分析
•   3.1 翼缘的弹塑性局部屈曲分析
•     3.1.1 腹板高度hw的影响
•     3.1.2 腹板厚度tw的影响
•     3.1.3 翼缘宽度bf的影响
•     3.1.4 翼缘厚度tf的影响
•   3.2 腹板的弹塑性局部屈曲分析
•     3.2.1 腹板高度hw的影响
•     3.2.2 腹板厚度tw的影响
•     3.2.3 翼缘宽度bf的影响
•     3.2.4 翼缘厚度tf的影响
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 吴丽丽,于雅倩,吕步凡

关键词: 波形钢腹板,拱结构,局部稳定,宽厚比,高厚比

来源: 华南理工大学学报(自然科学版) 2019年10期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 矿业工程

单位: 中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室//力学与建筑工程学院

基金: 国家自然科学基金资助项目(51278488,51678564)~~

分类号: TD353

页码: 93-104

总页数: 12

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