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錨杆的沖擊韌性,伱了解嗎?

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錨杆的沖擊韌性,伱了解嗎?

發布日期:2018-07-02 作者:錨杆廠家 點擊:

錨杆的沖擊韌性,伱了解嗎?

近年來我國煤礦開采深度、強度不斷增加,出現了大量難以支護的複雜困難巷道。

錨杆廠家針對這種情況,研發了高預應力、強力錨杆支護系統,包括高強錨杆、鋼帶及錨索等支護構件力學性能得到了大幅度提高,真正實現了錨杆的主動、及時支護。但是,在高地壓及強烈動壓影響的巷道中多次出現高強度錨杆(500MPa)杆尾螺紋段脆斷的現象,破斷處無明顯的拉伸“頸縮”,嚴重影響了支護的效果,危及人身安全。
錨杆螺紋段在井下多處于拉彎扭複合應力狀态,錨杆螺紋段在複合應力狀态下易破壞出現裂紋,錨杆受力增加裂紋擴展,當鋪杆受力增加到一定程度時裂紋擴展使錨杆破斷,而錨杆内部細微缺陷影響裂紋擴展途徑,沖擊韌性不足時錨杆内部細微缺陷多,經分析發現呈脆性破壞的高強度錨杆内部細微缺陷較多,因此認為沖擊韌性不足是高強度錨杆發生脆性斷裂的主要原因。

沖擊韌性是指材料在沖擊載荷作用下吸收塑性變形功和斷裂功的能力,反映材料内部的細微缺陷和抗沖擊性能。影響鋼材沖擊韌性的因素有材料的化學成分、熱處理狀态、冶煉方法、内在缺陷、加工工藝及環境溫度。提高鋼材的沖擊韌性主要有成分控制、氣體和夾雜物控制、軋制工藝控制等3種途徑。

 

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沖擊韌性主要用沖擊吸收功的大小來衡量,沖擊吸收功是強度和塑性兩者的函數,強度和塑性的提高均能提高沖擊吸收功,強度相同時沖擊吸收功越小材料表現出來的脆性越高。
對鋼材質量要求高的行業,如造船、核電、鍋爐等對沖擊韌性做了詳細的要求。目前煤炭行業對錨杆沖擊韌性的研究較少,對錨杆鋼材的沖擊韌性沒有規定。國外部分國家對錨杆的沖擊吸收功有具體的規定:德國規定,GW25錨杆直徑25mm,屈服強度450MPa,V形缺口的沖擊吸收功大于40J;法國規定,ANCRALL錨杆直徑22mm,屈服強度425MPa,在20°C時的沖擊吸收功不低于30J。

為研究國内錨杆用鋼的沖擊韌性,選取4個有代表性錨杆廠的樣品進行試驗。首先對各廠家的錨杆沖擊韌性進行了測試,然後設計了3組實驗室試驗,研究在不同形式靜載作用下,錨杆變形破壞受沖擊韌性的影響。采用LS-DYNA軟件模拟了錨杆在複合應力下受沖擊載荷作用時的響應。

 

 

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