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钢绞线锚具结构优化及玻璃钢锚环的开发和研讨

钢绞线锚索支护结构在煤矿支护中使用广泛,单孔锚具锚索支护结构中的关键部件。为了进步金属锚具的承载功能,使用数值的办法对夹片与锚环的锥角搭配做了优化核算。规划了一种便利退锚的带陶瓷环的暂时锚固结构并对该结构进行了数值模仿和压载实验。为避免金属锚具在高张力永久锚固结构中因锈蚀腐蚀而失效,规划一种接连玻璃纤维环绕成型的不饱和聚酯树脂基复合资料锚环,并对所制锚环的承载功能做了压载和张拉实验,经过有限元剖析的办法剖析了其受力特点和失效方式,并经过实验对有限元剖析成果进行了验证。论文的研究成果表明:(1)单孔夹片式钢绞线锚具锚环和夹片间不同的锥角搭配会影响其承载功能,当夹片半锥角为7°时,锚环的半锥角规划为6.5°~6.8°锚具应力散布的均匀程度较好,能明显进步锚具的承载功能。(2)带Al2O3陶瓷环的煤矿暂时锚固结构规划,为便利退锚作业提出了一种新办法。数值核算成果表明陶瓷环在该锚固结构中承压功能杰出,损坏方式为陶瓷环外壁中部因环向拉应力到达强度极限形成资料轴向损坏。考虑到陶瓷环的加工缺陷,规划陶瓷环的尺寸参数时,拉应力安全系数应在2.0以上。(3)以接连无碱玻璃纤维为增强相不饱和聚酯树脂为基体由环绕成型工艺制成的玻璃钢锚环替代金属锚环使用在钢绞线锚固结构中,以避免锚具锈蚀、腐蚀形成的锚固失效。所制玻璃钢锚环承压功能在500kN以上,张拉极限为464kN。(4)使用ABAQUS有限元剖析软件对玻璃钢锚环的加载剖析发现,锚环环向纤维承载功能杰出;锚环与夹片接触面上因拉应力导致的小范围基体开裂不影响锚环的承载;玻璃钢锚环因轴对称面上剪应力大范围超出资料横向承载极限是锚环失效的主要因素。当夹片半锥角为7°时,玻璃钢锚环的半锥角规划为6.3°到6.5°能明显进步锚具的承载才能。验证实验成果表明6.3°玻璃钢锚环的张拉极限到达512kN,证明了有限元剖析办法和成果是可靠的。

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