复合材料锚杆螺纹螺帽接触有限元数值模拟与实验研究

发布时间：2021-09-04 06:44

　　传统制作锚杆尾部螺纹螺帽的材料是钢,钢材成本高、易腐蚀、经常卷入综采设备损坏采煤机刀具、安装时易产生火花。因此,本文提出“用玻璃钢复合材料代替钢材制作锚杆尾部螺纹螺帽”。为解决复合材料锚杆螺纹螺帽联接的强度和刚度问题,本文考虑锚杆外螺纹与螺帽内螺纹之间间隙大小的影响和螺帽长度的影响等因素,利用有限元分析软件ANSYS分别对复合材料锚杆螺纹单螺帽联接和双螺帽联接在间隙配合时,轴向载荷作用下的应力场、位移场进行接触有限元数值模拟。制作样品,进行实验。最后,利用有限元分析软件ANSYS对锚杆螺帽一体结构锚杆轴向载荷作用下的应力场、位移场进行有限元数值模拟。论文研究结果表明:（1）复合材料锚杆外螺纹与螺帽内螺纹之间的间隙大小对复合材料锚杆螺纹螺帽联接的力学性能没有太大的影响。螺帽长度选择应包含有8个完整的螺纹牙,前三个牙承担了全部载荷的70%,第八圈以后牙齿几乎不承受载荷。（2）改变螺帽结构并不能改善锚杆上的应力分布,但能改善螺帽上的应力分布。双螺帽结构螺帽上应力最大值要小于单螺帽结构螺帽,且分布更加均匀。无论是复合材料单螺帽结构还是双螺帽结构锚杆螺纹螺帽联接,最大应力均发生在锚杆与螺帽相互接... 

【文章来源】：太原科技大学山西省

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

接触问题坐标示意图

0~~12 +=jjnj uε连续性方程为：0~~12 +=jjtj vε态为分离时，接触判定条件修改为：jnju ε~~2+ ，则仍为分离状态；jnju ε~~2+ ，则修改为连续状态。不可逆性题的接触面上，接触状态有可逆和不可逆之分[38]。过程是指当沿不同的加载途径，其最终的结果是相同的。所谓不不同的加载途径，得到的最后结果是不一样的。引起不可逆过程触面上出现了滑动摩擦。下：

迭代求解弹性模量近似解的示意图

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3382777