礦用救生艙艙體動態(tài)數(shù)值模擬分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、礦用救生艙是礦井下發(fā)生災(zāi)害事故時,礦工用于逃生和避難的重要救援設(shè)備,但目前救生艙艙體質(zhì)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(jìn)行動態(tài)模擬計(jì)算分析及結(jié)構(gòu)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(fù)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(shù)值仿真的方法模擬瓦斯爆炸在巷道中產(chǎn)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(jié)構(gòu)動態(tài)數(shù)值模擬的載

2、荷條件,然后通過數(shù)值模擬計(jì)算,設(shè)計(jì)出一款抗爆性能較好的礦用救生艙艙體。主要完成的內(nèi)容如下:
  (1)在對礦用救生艙的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及瓦斯爆炸沖擊波分布規(guī)律分析的基礎(chǔ)上,采用TNT等效代替法和數(shù)值模擬法有效結(jié)合方法,并利用AUTODYN軟件進(jìn)行瓦斯爆炸沖擊波數(shù)值模擬,通過采集不同位置點(diǎn)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(shè)計(jì)了內(nèi)、

3、外法蘭兩款救生艙艙體結(jié)構(gòu)模型,確定礦用救生艙艙體動態(tài)數(shù)值模擬有限元方案,通過數(shù)值模擬計(jì)算,得出外法蘭救生艙艙體的最大應(yīng)力為373.88MPa,最大位移為17.054mm,內(nèi)法蘭救生艙艙體的最大等效應(yīng)力為407.39MPa,最大位移為17.147mm,通過對上述數(shù)據(jù)對比分析,得出外法蘭救生艙艙體結(jié)構(gòu)具有較好的抗爆性能,但此結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力超過材料的屈服強(qiáng)度,故對其進(jìn)行再次優(yōu)化;
  (3)加強(qiáng)筋形狀和安裝位置的不同對救生艙艙體的抗爆性

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