本文選題：深部煤巖物理模擬系統(tǒng) + 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析　； 參考：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2013年碩士論文

【摘要】：本文內(nèi)容分為兩部分，深部煤巖物理模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)屬于工作單位的橫向協(xié)作項(xiàng)目的組成部分，地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)邊界減摩方法研究是結(jié)合工作提出的科研課題。深部煤巖物理模擬系統(tǒng)是為煤層中瓦斯氣體吸附解析規(guī)律及其瓦斯突出等研究提供一個(gè)試驗(yàn)平臺；地質(zhì)力學(xué)邊界減摩方法研究將通過系統(tǒng)的分析和研究最終為地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)領(lǐng)域提供幾種有效且易用的減摩方法。本文對深部煤巖物理模擬系統(tǒng)主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，繪制了工程圖紙，并對關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析，為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主體的生產(chǎn)制造提供了依據(jù)；還對地質(zhì)力學(xué)模型邊界減摩的力學(xué)過程進(jìn)行了分析，在充分研究現(xiàn)有的邊界減摩方法和減摩機(jī)理的基礎(chǔ)上提出了幾種新型減摩方法，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的驗(yàn)證試驗(yàn)來驗(yàn)證減摩方法的有效性。 基于本文所設(shè)計(jì)深部煤巖物理模擬系統(tǒng)是目前國內(nèi)外地應(yīng)力與瓦斯壓力最高，模型尺寸最大的地質(zhì)力學(xué)物理模擬裝置之一。本文首先對其功能與技術(shù)要求進(jìn)行詳細(xì)劃分，并用相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)其功能和要求，具體設(shè)計(jì)中通過空心拉拔液壓缸的應(yīng)用彌補(bǔ)了系統(tǒng)軸向受拉時(shí)的彈性變形，選用了THK公司的直線導(dǎo)軌來實(shí)現(xiàn)裝置大型結(jié)構(gòu)件的移動。本文對初步設(shè)計(jì)的關(guān)鍵大型結(jié)構(gòu)件進(jìn)行了詳細(xì)的力學(xué)結(jié)構(gòu)分析，依據(jù)結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果對其進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化，直至分析結(jié)果通過強(qiáng)度和剛度要求。 本文中的地質(zhì)力學(xué)模型邊界減摩設(shè)計(jì)方法研究是為大型地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)提供符合工程實(shí)際的邊界條件，研究首先對試驗(yàn)中邊界摩擦的力學(xué)過程和常規(guī)減摩方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的分析，并與真實(shí)工程中的邊界條件進(jìn)行對比。之后依據(jù)上述理論分析和研究，提出了幾種能更加真實(shí)模擬工程實(shí)際的地質(zhì)力學(xué)模型邊界減摩方法。針對提出的新型減摩方法，從不同角度設(shè)計(jì)了兩次相應(yīng)的驗(yàn)證試驗(yàn)，通過驗(yàn)證試驗(yàn)對不采取措施、采取傳統(tǒng)方法和采用新型減摩方法的三種邊界條件下的模型進(jìn)行了對比試驗(yàn)研究，，試驗(yàn)結(jié)果表明本文研究的新型邊界減摩方法效果明顯。
[Abstract]:The content of this paper is divided into two parts. The design of physical simulation system of deep coal and rock is a part of the horizontal cooperation project of the work unit. The research on boundary friction reduction method of geomechanical model test is a scientific research subject put forward in combination with the work.The physical simulation system of deep coal and rock is a test platform for the study of gas adsorption and gas outburst in coal seam.The study of boundary friction reduction method of geomechanics will provide several effective and easy-to-use methods for the field of geomechanical model test through systematic analysis and research.In this paper, the main structure of the deep coal and rock physical simulation system is designed, the engineering drawings are drawn, and the key structural parts are designed and analyzed, which provides the basis for the production and manufacture of the main body of the system structure.The mechanical process of boundary friction reduction in geomechanical model is also analyzed. Based on the full study of the existing boundary friction reduction methods and the mechanism of friction reduction, several new methods for reducing friction are put forward.And designed the corresponding verification test to verify the effectiveness of the anti-friction method.The physical simulation system for deep coal and rock is one of the geomechanical and physical simulation devices with the highest in-situ stress and gas pressure and the largest model size at home and abroad.In this paper, the function and technical requirements are divided in detail, and the corresponding steel structure is used to realize the function and requirement. In the concrete design, the elastic deformation of the system under axial tension is compensated by the application of hollow drawing hydraulic cylinder.The linear guide rail of THK Company is selected to realize the movement of large structure parts.In this paper, a detailed analysis of the mechanical structure of the key structural components of the preliminary design is carried out, and the corresponding optimization is carried out according to the results of the structural analysis, until the results of the analysis pass the requirements of strength and stiffness.The research on boundary friction reduction design method of geo-mechanics model in this paper is to provide boundary conditions in accordance with engineering practice for large-scale geomechanical model test.Firstly, the mechanical process of boundary friction and the advantages and disadvantages of conventional friction reduction methods are analyzed in detail, and compared with the boundary conditions in real engineering.Then, based on the above theoretical analysis and research, several boundary friction reduction methods of geomechanical model are proposed, which can simulate engineering practice more truthfully.In view of the new friction reduction method proposed, two corresponding verification tests are designed from different angles, and no measures are taken through the verification tests.The model under three boundary conditions using traditional method and new friction reduction method is compared and studied. The experimental results show that the new boundary friction reduction method studied in this paper is effective.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TD315.5;TD712

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本文編號：1746564