500MPa锚杆螺纹连接试验：优化螺母参数与设计建议

本文主要探讨了在井下采矿工程中常见的锚杆尾部螺纹联接问题，针对锚杆杆体屈服强度为500兆帕(MPa)的情况，研究者采用了数值模拟和实验室试验相结合的方法来深入分析影响螺纹联接性能的关键因素。这些因素包括螺母的强度等级、齿高、厚度以及螺纹形状。 研究中，螺母的强度等级被分为5级、6级和8级，这代表了不同的抗拉强度标准，其中6级被认为是最低的标准以确保锚固的稳定性。齿高是螺纹深度与螺距的比例，实验考察了0.6H、0.7H、0.8H和0.875H四个不同高度，以评估其对联接强度的影响。螺纹厚度则选择了两种常见规格，即24毫米和30毫米，以测试不同尺寸对连接性能的贡献。 研究发现，当锚杆屈服强度为500 MPa时，螺母的强度等级至少应达到6级，这是因为更高的强度可以更好地抵抗锚杆工作时产生的应力，防止螺纹断裂或松动。同样，螺纹齿高不应低于0.7H，因为过低的齿高可能导致螺纹咬合不紧密，降低联接的可靠性。此外，24毫米的螺纹厚度被认为能满足锚杆强度需求，而法兰螺母的使用则有助于使每圈螺纹牙的受力更为均匀，从而提升整体联接的均匀性和持久性。 这项研究的结果对于优化井下锚杆的设计和施工具有重要的实际意义，它提供了关于如何选择合适的螺母参数以确保锚杆在极限工作条件下的稳定性和安全性的重要指导。通过ANSYS这样的数值模拟软件进行分析，研究人员能够量化和预测不同设计参数对锚杆性能的影响，从而减少现场试验的次数，节省时间和成本。 锚杆尾部螺纹联接的试验研究表明，对于500 MPa屈服强度的锚杆，合理选择螺母的强度等级、齿高和厚度，结合法兰螺母的使用，是提高井下锚杆稳定性与耐久性的关键步骤。这一研究成果为相关行业工程师提供了实用的设计依据和技术支持。