1、 引言

防沖吸能構件是通過塑性變形吸收能量來確保煤礦井下液壓支架在沖擊地壓發生時正常工作的關鍵構件，在防治沖擊地壓災害方面具有重要作用。該構件既能在準靜態支護過程中與液壓立柱共同提供工作阻力，又能在沖擊地壓發生時快速變形吸收能量，從而保證整個巷道支護系統不因沖擊而變形或崩塌。本案例圍繞吸能構件壓潰變形展開建模復現，借助ABAQUS有限元軟件進行數值模擬。本次復現主要聚焦于建模過程教學，不涉及參數優化內容。

2、 幾何模型與材料參數

（1） 模型構建：

本案例采用三維可變形殼單元構建吸能構件模型，殼單元厚度為8 mm，采用三維離散剛性殼單元構建剛性板。為保證吸能構件計算精度，將其網格邊長設置為5 mm，因本案例僅模擬吸能構件的壓潰變形，可將剛性板的網格邊長設為50 mm，既能避免因網格尺寸過小導致的計算速度緩慢，又能避免因網格尺寸過大導致的模型不收斂，數值模型如下圖所示：

圖1吸能構件

圖2 剛性板

圖3 吸能構件壓潰變形數值模型

6、 計算結果

圖9 位移云圖

圖10應變云圖

7、 結論與拓展應用

（1） 結論

有限元模型可以較為準確地模擬吸能構件的壓潰變形過程，并可進一步分析其防沖吸能性能，吸能構件厚度、材料強度及其塑性變形特征均為其防沖吸能性能的關鍵影響因素。

（2） 工程建議

在實際工程設計中，可通過增加吸能構件壁厚、提高鋼材強度，以及根據其塑性變形特點設計吸能構件形狀等方法，提高其防沖吸能性能，進而增強煤礦井下巷道支護性能。

（3） 拓展方向

該模擬方法可用于其他類型吸能構件的壓潰變形模擬分析及吸能構件性能優化設計。

8、 附件：本案例中的全過程教學（文字）、abaqus模型文件（包括cae、odb和inp文件）