本文關(guān)鍵詞：礦用救生艙艙體結(jié)構(gòu)優(yōu)化及應(yīng)用安全性分析

  更多相關(guān)文章： 救生艙艙體 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 安全性能 抗爆性能 安裝位置

【摘要】：礦用救生艙是煤礦井下緊急避險設(shè)施的重要裝備,艙體的安全性能和安裝位置是保證救生艙在事故發(fā)生后發(fā)揮作用的關(guān)鍵。目前礦用救生艙艙體結(jié)構(gòu)存在應(yīng)急逃生口設(shè)置單一、發(fā)生透水事故時無法正常開啟艙門等安全隱患問題,本課題組設(shè)計的一種防透水功能救生艙艙體能有效解決此類問題,但該艙體生存艙空間小、艙體蒙皮厚度大。本論文針對以上問題,設(shè)計了一款生存艙側(cè)面及其頂部同時設(shè)有應(yīng)急逃生口的新型救生艙艙體,并利用有限元手段對艙體結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行數(shù)值模擬計算,根據(jù)艙體結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律,對艙體結(jié)構(gòu)進(jìn)行不同方案結(jié)構(gòu)優(yōu)化及抗爆性能對比分析,得出了一款低成本、高抗爆性能救生艙艙體。在此基礎(chǔ)上,對結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的救生艙艙體合理安裝位置進(jìn)行了數(shù)值模擬仿真分析,以確保救生艙在實際使用中的安全性和井下工作人員逃生可能性,為救生艙艙體設(shè)計及井下安裝提供一定的理論參考。具體研究內(nèi)容如下:(1)根據(jù)礦用救生艙的功能特點和設(shè)計要求,針對目前礦用救生艙艙體結(jié)構(gòu)存在應(yīng)急逃生口設(shè)置比較單一、發(fā)生透水事故時無法正常開啟艙門等安全隱患問題,設(shè)計了一款生存艙側(cè)面及其頂部分別設(shè)有應(yīng)急逃生口的新型救生艙艙體。利用ANSYS/LS-DYNA軟件對新型救生艙艙體進(jìn)行數(shù)值模擬計算,得到救生艙艙體應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律和危險位置處的最大應(yīng)力值,并對艙體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了安全性分析。(2)從抗爆性能和成本綜合考慮角度出發(fā)對救生艙艙體結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體和局部優(yōu)化,并對不同優(yōu)化方案的抗爆性能和成本優(yōu)劣進(jìn)行對比分析,得到性價比最高的救生艙艙體結(jié)構(gòu)。其中,整體優(yōu)化方案在所有艙體均勻布置加強(qiáng)筋,局部優(yōu)化方案只在變形嚴(yán)重的部位安裝密度較大的加強(qiáng)筋。利用ANSYS/LS-DYNA軟件分別對救生艙艙體結(jié)構(gòu)整體、局部優(yōu)化方案進(jìn)行數(shù)值模擬計算,對比分析兩種方案艙體的抗爆性能和成本優(yōu)劣,得出了抗爆性能較好和成本較低的整體優(yōu)化的救生艙艙體結(jié)構(gòu)。(3)以結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的救生艙艙體為研究對象,分析救生艙在實際使用中的合理安裝位置。在安監(jiān)總局規(guī)范規(guī)定范圍內(nèi),通過分析發(fā)生事故后井下工作人員的心理生理反映,推算出救生艙與采掘工作面端頭最遠(yuǎn)安裝距離;結(jié)合TNT等效代替法和數(shù)值模擬法,利用AUTODYN和ANSYS/LS-DYNA軟件模擬分析救生艙艙體與采掘工作面端頭不同距離時救生艙艙體的抗爆性能,確定救生艙與采掘工作面端頭的最小臨界安裝距離,為救生艙實際安全使用提供理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：救生艙艙體 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 安全性能 抗爆性能 安裝位置
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD774
【目錄】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-13
• 1.1 課題研究背景及意義8-9
• 1.2 課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀9
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 課題研究內(nèi)容及方法10-13
• 1.3.1 研究內(nèi)容10-11
• 1.3.2 研究方法11-13
• 2 新型救生艙艙體結(jié)構(gòu)設(shè)計及安全性分析13-23
• 2.1 救生艙艙體結(jié)構(gòu)設(shè)計13-17
• 2.1.1 礦用救生艙概述13-14
• 2.1.2 艙體設(shè)計要求14-15
• 2.1.3 艙體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案15-16
• 2.1.4 零部件尺寸及材料參數(shù)16-17
• 2.2 救生艙艙體安全性分析17-22
• 2.2.1 艙體安全判別方法17
• 2.2.2 艙體加載載荷曲線確定17-18
• 2.2.3 艙體有限元模型建立18-19
• 2.2.4 艙體安全性能分析19-22
• 2.3 本章小結(jié)22-23
• 3 救生艙艙體結(jié)構(gòu)優(yōu)化及抗爆性能對比分析23-41
• 3.1 救生艙艙體結(jié)構(gòu)優(yōu)化23-24
• 3.1.1 艙體整體優(yōu)化方案23
• 3.1.2 艙體局部優(yōu)化方案23-24
• 3.2 艙體整體優(yōu)化方案抗爆性能對比分析24-30
• 3.2.1 艙體結(jié)構(gòu)模型建立24-25
• 3.2.2 艙體抗爆性能對比分析25-30
• 3.3 艙體局部優(yōu)化方案抗爆性能對比分析30-36
• 3.3.1 艙體結(jié)構(gòu)模型建立30-31
• 3.3.2 艙體抗爆性能對比分析31-36
• 3.4 艙體整體、局部優(yōu)化方案抗爆性能對比分析36-40
• 3.4.1 艙體重點部位抗爆性能對比分析36-39
• 3.4.2 艙體整體結(jié)構(gòu)抗爆性能對比分析39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 4 救生艙在實際應(yīng)用中的合理安裝位置分析41-53
• 4.1 煤礦井下救生艙安裝位置規(guī)范要求41-42
• 4.2 巷道瓦斯爆炸數(shù)值模擬分析42-44
• 4.2.1 爆炸源與巷道模型建立42-43
• 4.2.2 瓦斯爆炸沖擊波數(shù)值模擬43-44
• 4.3 救生艙與采掘工作面端頭合理安裝距離分析44-52
• 4.3.1 最遠(yuǎn)安裝距離理論分析44-45
• 4.3.2 最小安裝距離數(shù)值模擬分析45-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 5 結(jié)論與展望53-55
• 5.1 結(jié)論53-54
• 5.2 展望54-55
• 致謝55-56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 附錄59

【相似文獻(xiàn)】

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3 ;礦難救生艙將全智利巡游[N];新華每日電訊;2010年

4 記者 吳宇　吳陳;世博會智利館將展礦難救生艙[N];新華每日電訊;2010年

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6 記者 陳波;重慶造救生艙下月正式下井[N];重慶日報;2010年

7 本報記者 任s，

本文編號：612927