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随着煤炭开采强度深度的持续增加,煤矿冲击地压事故频发,提高井下防冲液压支架抗冲击性能成为了我国科研工作者亟待解决的问题。若在防冲液压支架立柱一端加入吸能构件,将使其由刚性支护变为刚柔耦合支护,能够达到提高支架抗冲击性能的目的。吸能构件是提高防冲液压支架抗冲击性能的关键元件,理想的吸能构件希望具有恒阻变形特性。目前应用的吸能构件主要是预折纹式吸能构件,预折纹式吸能构件虽具有稳定可重复的屈曲变形模式,但是其变形阻力-位移曲线近似为“W”形状,不能达到理想的吸能效果,因此急需寻找一种较为理想的具有恒阻让位特性的吸能构件。本文提出一种能够实现恒阻变形的直纹管外翻型吸能构件,并对其展开了研究。本文基于变形功原理,研究了直纹管外翻型构件翻管变形阻力,得到了直纹管外翻变形阻力计算公式,发现了翻管模圆角半径、直纹管壁厚、波纹个数、波纹半径等参数是影响变形阻力的重要因素,通过Matlab软件进一步分析了翻管模圆角半径、直纹管壁厚、波纹个数、波纹半径对变形阻力的影响规律。本文应用Deform-3D有限元软件,对直纹管构件受到轴压载荷外翻变形进行了仿真分析,得到了直纹管外翻变形的全过程,发现了直纹管外翻变形阻力位移曲线近似为一条水平直线,吸收能量线性增加,仿真变形阻力值与理论计算值接近,仿真得到的翻管模圆角半径、直纹管壁厚、波纹个数、波纹半径对变形阻力的影响规律与理论分析结果相同,仿真结果还发现直纹管外翻变形过程中容易出现轴对称屈曲变形与管端撕裂两种失效变形形式。本文基于Hill理论分析出直纹管吸能构件管端不发生撕裂的临界应变值,基于两端固定的细长杆受轴压载荷时发生失稳变形原理分析出直纹管外翻过程不发生屈曲变形的临界载荷,然后以直纹管省材为优化目标,以直纹管翻管变形过程不发生失效和满足使用要求为约束条件,以Matlab遗传算法优化工具箱为工具,对直纹管尺寸参数进行了多参数全局优化研究。最后,以ZHD6000型号门式液压支架为设计算例,按照遗传算法优化方法,设计出了可用于该型号支架的直纹管外翻型构件尺寸,并通过有限元仿真验证了方案的可行性。该论文有图47幅,表2个,参考文献60篇。