巷道救生舱抗冲击数值仿真

基于辅助设计软件Hypermesh与有限元计算软件LS-DYNA,对某简单钢结构救生舱体在冲击载荷作用下的动态响应进行数值模拟。舱体单元的最大位移与压力增大时间成存在极小值的负指数衰减规律,并随超压作用时间成存在极大值的指数增长规律,进行数值仿真检测时不能忽略压力载荷时间参数的影响。环向加强筋的厚度从8 mm增大到14 mm时,舱体单元最大位移减小3 mm ;轴向加强筋从8 mm增大到14 mm时,舱体单元最大位移仅减小0.9 mm,说明环向加强筋对减小救生舱表面位移、提高救生舱的抗冲击能力起主要作用。     

矿用救生舱单节舱与整舱强度关系分析

对选定救生舱进行三维实体建模和爆炸冲击波流场计算,获得流场冲击波数据,在此载荷条件下,分别对整舱和单节舱体进行有限元计算,并对2种情况下选定舱体的应力情况和变形情况进行研究和分析。结论表明:单节舱计算结果与整舱的计算结果较为一致,尤其是应力结果更为切合,可较好的反映整个舱体的强度水平。为减少建模及计算时间,在救生舱前期强度设计与计算中,可根据单节舱体的计算结果,找出舱体的薄弱点并完善救生舱强度设计工作。     

矿用可移动式救生舱结构抗爆强度的数值模拟分析及优化

针对矿用可移动式救生舱在井下瓦斯爆炸时承受冲击载荷,笔者对其舱体结构抗爆强度进行了数值模拟计算和分析,得出了救生舱舱体结构承受正面冲击压力时的应力分布规律,以及救生舱结构能够承受的最大冲击压力,并针对危险区域,对救生舱舱体结构进行了优化设计。结果表明,优化后的舱体结构抗冲击能力比优化前提高了40%。     

新型救生舱舱体设计与数值模拟分析优化

在对目前国内外移动式救生舱舱体结构分析的基础上,避免以往救生舱舱体结构存在的不足,设计了一款新型的救生舱舱体结构模型。利用有限元ANSYS软件对设计的救生舱舱体模型进行了规范要求的瓦斯抗爆强度数值模拟试验,得到了其应力应变的分布规律。并在考虑救生舱舱体满足抗爆冲击性能和低成本要求条件下,通过数值模拟手段对该救生舱舱体模型进行了参数优化,为煤矿井下移动式救生舱舱体的研发提供了一定的理论依据。     

煤矿井下用可移动式救生舱抗爆炸冲击性能研究

结合KJYF-96/12型可移动式救生舱在煤矿的实际使用工况,对其壳体强度进行有限元数值分析,得到数值计算结果。并将该救生舱放于模拟巷道,利用混合瓦斯与煤尘作为介质实施爆炸,采集爆炸过程中救生舱的力学性能数据;将数值计算结果和爆炸试验结果进行对比分析可知,数值计算结果与爆炸实验结果吻合良好,所用仿真数值计算方法正确、适用,该救生舱舱体强度满足标准要求。     

矿用救生舱在轴向撞击载荷作用下的动态响应研究

 针对煤矿井下用救生舱舱体可能受到轴向撞击的问题,以能量守恒原理为出发点,引入板壳理论与大变形薄壳理论,对舱体在轴向撞击载荷作用下的壳体动态响应进行了分析,建立了撞击初速度、壳体撞击接触力及壳体变形能量与壳体变形位移的理论模型。使用Dytran软件建立了救生舱舱体与刚性墙撞击的有限元模型,并通过仿真结果验证了理论模型。理论计算及仿真结果表明,救生舱舱体厚度、端部扁球壳深度与舱体耐受轴向撞击载荷能力有较大关系,厚度越大、扁球壳深度越大,舱体承受轴向撞击的能力越大,为煤矿井下救生舱的发展提供了基础。     

基于计算机仿真技术的矿井救生舱抗冲击情况分析

以井下救援舱为研究对象,以矿井瓦斯爆炸冲击波为试验载体,分析了爆炸后救生舱的抗冲击能力,提出了增加加强筋并提高加强筋厚度的有效措施。仿真结果表明,简单救生舱外层不能有效地抵抗瓦斯爆炸最大冲击能量的影响,增加加强筋厚度能够提高舱体抗冲击能力。     

加强肋结构对救生舱抗爆性能影响

救生舱的抗爆性能是其能实现其功能的保证,加强肋结构是增强救生舱抗爆性能的关键。优秀的加强肋结构不仅能够节省材料,减少占用的空间,还可以增强舱体的抗爆性能。对常用的3种加强肋结构,首先通过力学理论分析比较其性能指标优劣,并利用有限元软件HyperWorks进行模拟,验证了理论分析。在同一条件下,使用实体肋、管肋和槽形钢加强结构引起的最大变形分别为19.96 mm、8.76 mm和6.81 mm,与理论分析结果吻合。这为救生舱的加强肋结构设计与优化,增强救生舱的抗爆性能提供参考和依据。     

煤矿井下救生舱舱体结构设计与分析

阐述了煤矿井下救生舱的国内外研究现状,并在分析国内煤矿井下工作环境的基础上进行了救生舱舱体的基本结构设计,通过有限元仿真软件ANSYS Workbench对舱体进行了静载分析,讨论了救生舱舱体的基本结构形式,为救生舱的研发提供了一定的参考依据,并提出今后救生舱舱体的设计急需解决的问题。     

救生舱的生存温度保障

分析KJYF系列煤矿井下救生舱舱体结构,对其进行合理的简化。根据相关标准、经验数据,依照简化模型,应用热传递的相关理论计算救生舱舱壁传热的热负荷,采用间接测热法计算避难人员散发热量的热负荷。从而计算出所需制冷剂的量。通过救生舱的真人实验检验热防护的性能及校验简化模型的计算结果。     

矿用可移动式救生舱外壳形状选择

通过对矿用可移动式救生舱不同外壳形状进行容积、应力、最大变形的参数分析,初步探讨了选用倒圆弧型做为优先的外壳形状设计。     

煤矿救生舱的爆炸模拟分析

煤矿救生舱将成为矿工井下逃生的重要设备,其结构强度直接决定了矿工的生命安全。为提高救生舱强度,在ABAQUS环境下建立了救生舱的有限元模型,使用显式积分方法得到了在煤矿瓦斯爆炸时的压力对救生舱的影响。救生舱的最大应力出现在角落应力奇异处及肋板中部部分区域并达到了屈服强度,但救生舱的总体应力大小在允许范围之内。     

基于有限元的救生舱生存舱结构分析

采用有限元的方案来对矿用救生舱的生存舱壳体的2种工况进行受力分析和研究,通过分析和研究得出在三面受力和单侧受力作用下,均有相当数量的骨架杆件进入塑性区域,单侧受力作用下,塑性变形区域有所缩小。     

不同截面救生舱爆炸冲击载荷模拟分析

采用有限元软件AUTODYN,运用流固耦合原理,分别对矩形截面,圆形截面,拱形截面救生舱进行爆炸模拟分析,得出这3种不同截面救生舱在爆炸流场中表面冲击载荷分布。通过分析可以得出,在相同条件下,这3种救生舱中,拱形截面救生舱表面冲击载荷最小。     

救生舱过渡舱壳体有限元分析

基于矿用救生舱的工作环境,它具有良好的封闭性、牢固性、隔热性、保温性、防水性、防腐蚀性、耐压性等特点,通常为钢、合金等坚固材料制成。基于有限元软件对矿用救生舱的过渡舱壳体的2种工况进行受力分析和研究,为过渡舱壳体的设计提供一定的设计依据。     

矿用可移动式硬体救生舱的舱体结构优化

为了提高救生舱舱体的抗灾变能力及加强避险人员遭遇二次险情时的自救,对矿用可移动式硬体救生舱的舱体结构进行了优化,提高了救生舱装备技术水平。     

矿用救生舱相变材料与蓄冰复合制冷系统研究

研究了一种矿用救生舱相变材料与蓄冰复合制冷系统。通过实验验证出一种较好的相变材料与冰复合制冷体系;测试了内壁安装无机相变材料的救生舱传热系数较原先仅有保温材料的救生舱传热系数小0.425 W/(m2.K);顺利通过环境温度:55℃,24 h;30℃,82 h模拟真人实验。     

提升式救生舱的应用及发展趋势

概述了我国煤炭开采中安全事故多发的事实,发展煤矿救援设备迫在眉睫,具备现实意义。介绍了提升式救生舱的发展现状,列出SYLRC-550M救生舱的一些性能参数、工作原理及关键结构。展望了煤矿救生设备的发展前景。