本文關鍵詞：礦用救生艙艙體動態(tài)數值模擬分析及結構優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：礦用救生艙是礦井下發(fā)生災害事故時，礦工用于逃生和避難的重要救援設備，但目前救生艙艙體質量還存在一定的安全隱患。本論文采用有限元方法對礦用救生艙艙體抗爆性能進行動態(tài)模擬計算分析及結構優(yōu)化，以提高艙體的安全可靠性。煤礦瓦斯爆炸對礦用救生艙艙體的動態(tài)沖擊過程是一個復雜的流固耦合過程，本論文采用解耦法來解決此類問題。首先利用有限元數值仿真的方法模擬瓦斯爆炸在巷道中產生的爆炸沖擊波，確定爆炸沖擊載荷，將此載荷作為礦用救生艙艙體結構動態(tài)數值模擬的載荷條件，然后通過數值模擬計算，設計出一款抗爆性能較好的礦用救生艙艙體。主要完成的內容如下： (1)在對礦用救生艙的國內外研究現狀及瓦斯爆炸沖擊波分布規(guī)律分析的基礎上，采用TNT等效代替法和數值模擬法有效結合方法，并利用AUTODYN軟件進行瓦斯爆炸沖擊波數值模擬，通過采集不同位置點的壓力值，繪制出瓦斯爆炸沖擊波曲線，為礦用救生艙艙體抗爆性能分析提供了加載曲線； (2)由于法蘭對救生艙艙體抗爆性能有較大影響，設計了內、外法蘭兩款救生艙艙體結構模型，確定礦用救生艙艙體動態(tài)數值模擬有限元方案，通過數值模擬計算，得出外法蘭救生艙艙體的最大應力為373.88MPa，最大位移為17.054mm，內法蘭救生艙艙體的最大等效應力為407.39MPa，最大位移為17.147mm，通過對上述數據對比分析，，得出外法蘭救生艙艙體結構具有較好的抗爆性能，但此結構的最大應力超過材料的屈服強度，故對其進行再次優(yōu)化； (3)加強筋形狀和安裝位置的不同對救生艙艙體的抗爆性能有直接的影響，利用安裝加強筋的方式對結構進行優(yōu)化不但可以提高艙體抗爆性能還能節(jié)約成本。本文以外法蘭救生艙艙體結構為對象，設計出三角形內加強筋救生艙艙體、三角形外加強筋救生艙艙體、方形內加強筋救生艙艙體和方形外加強筋救生艙艙體四款救生艙艙體模型，對以上四款救生艙艙體抗爆性能進行模擬計算分析，得出方形外加強筋救生艙艙體的最大等效應力225.37MPa，在材料的屈服強度范圍內，因此，方形外加強筋救生艙艙體是抗爆性能比較好的艙體結構模型。
【關鍵詞】：救生艙艙體 TNT等效代替 抗爆性能 法蘭 加強筋
【學位授予單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TD774
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 選題背景及研究意義9-10
• 1.2 國內外礦用救生艙的現狀分析10-11
• 1.2.1 國外的現狀分析10-11
• 1.2.2 國內的現狀分析11
• 1.3 研究內容與技術路線11-14
• 1.3.1 研究內容11-12
• 1.3.2 技術路線12-14
• 2 礦用救生艙艙體承受的瓦斯爆炸沖擊波數值模擬14-22
• 2.1 艙體承受瓦斯爆炸沖擊波規(guī)律分析14
• 2.2 瓦斯爆炸沖擊波數值模擬方案分析14-15
• 2.3 瓦斯爆炸沖擊波數值模擬15-21
• 2.3.1 TNT 爆炸沖擊波規(guī)律分析15-16
• 2.3.2 爆炸源及巷道簡介16
• 2.3.3 有限元模型及邊界條件16-18
• 2.3.4 沖擊波模擬計算及載荷曲線獲取18-21
• 2.4 本章小結21-22
• 3 內、外法蘭兩款救生艙艙體抗爆性能對比分析22-38
• 3.1 礦用救生艙概述22
• 3.2 救生艙艙體結構設計22-24
• 3.3 內、外法蘭救生艙艙體抗爆性能數值模擬分析24-35
• 3.3.1 艙體數值模擬有限元分析方案24-27
• 3.3.2 救生艙艙體的損傷類型及判別準則27-28
• 3.3.3 外法蘭救生艙艙體數值模擬計算分析28-31
• 3.3.4 內法蘭救生艙艙體數值模擬計算分析31-35
• 3.4 內、外法蘭艙體結構抗爆性能對比分析35-36
• 3.5 本章小結36-38
• 4 基于加強筋的礦用救生艙艙體結構優(yōu)化分析38-57
• 4.1 礦用救生艙艙體抗爆性能的影響因素分析38
• 4.2 三角形加強筋的艙體抗爆性能分析38-46
• 4.2.1 三角形內加強筋的艙體抗爆性能分析39-42
• 4.2.2 三角形外加強筋的艙體抗爆性能分析42-46
• 4.3 方形加強筋的艙體抗爆性能分析46-53
• 4.3.1 方形內加強筋的艙體抗爆性能分析46-49
• 4.3.2 方形外加強筋的艙體抗爆性能分析49-53
• 4.4 不同形狀、位置加強筋的救生艙艙體抗爆性能對比分析53-55
• 4.5 本章小結55-57
• 5 結論和展望57-59
• 5.1 結論57
• 5.2 展望57-59
• 致謝59-60
• 參考文獻60-63
• 附錄63

【參考文獻】

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1 張紅杰;杜尚增;蔣成君;;KJYF-96/10型礦用救生艙艙體加工工藝研究[J];煤礦機械;2012年09期

  本文關鍵詞：礦用救生艙艙體動態(tài)數值模擬分析及結構優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：393932