基于热力耦合金属切削数值模拟的有限元分析

采用ABAQUS有限元模拟的方法对切削过程进行了数值模拟,分析了切削深度、切削速度、刀具前角等切削工艺和刀具几何参数对切削的影响。分析过程中耦合了切削热的影响。获得了切削应力场、应变场分布,切削后表面粗糙度观察,温度分布等,可以作为刀具设计和切削工艺参数制订的依据。     

吸波矿物含量对微波照射矿石效果的影响

基于电磁热力多物理场耦合,采用fish语言编写耦合程序将有限元和离散元相结合,建立了多颗粒黄铁矿矿石数值计算模型,对微波照射下不同黄铁矿含量的矿石的内部电场和功率密度,温度,裂纹的萌生和发展以及矿石块体的强度变化四个方面进行了研究。结果显示,不同黄铁矿含量的矿石由上至下内部电场强度和功率密度逐渐增大、温度逐渐升高,裂纹由下部萌生并向上部发展,强度随黄铁矿含量的增加而降低;黄铁矿含量越大,其最大电场强度和最大功率密度越小、最高温度越低、裂纹的数量越多、强度变化幅度越小;黄铁矿含量过少或过多均可使矿石升温速率放缓;黄铁矿含量为3%、5%、8%和10%的矿石最佳照射时间为30s,黄铁矿含量为12%和15%的矿石最佳照射时间为20s。     

基于微波注热的煤层瓦斯抽采数值模拟研究

为研究微波注热下煤层瓦斯运移采出规律,基于瓦斯微波注热抽采电磁-热-流-固耦合模型,进行了微波注热下瓦斯抽采数值模拟研究,分析了不同微波频率、微波功率和初始渗透率下煤层温度和产气演化规律。数值模拟结果表明：微波注热时,注热处煤层温度快速升高,热量通过热传递和热对流作用向低温区域传递,高温范围不断由注热处向气井扩展;对比0.915 GHz和2.45 GHz两种不同微波频率,低频微波更有利于增强微波热效应;对比0, 500, 1000, 1500 W四种不同微波功率,相对于常规开采,微波注热能极大促进瓦斯解吸和运移,瓦斯含量大幅度降低,增大微波功率对提高瓦斯产量有积极作用;采用增渗措施提高初始渗透率并配合微波注热,可以进一步提高瓦斯抽采率。     

圆柱形工件加热过程中热应力的数值模拟

为揭示工件加热过程中热应力的变化规律,以圆柱形工件为例,对其加热过程中的热应力变化进行了数值模拟,得出了轴向、周向以及径向热应力的变化规律,研究成果为相应工艺参数的设定提供了理论依据。     

三维地学模拟与数值模拟的耦合方法研究

提出了利用三维地学模拟与数值模拟的耦合来简化复杂数值模拟前处理的思路，并以三维地学模拟软件MicroLYNX与数值模拟软件RFPA和FLAC的耦合为例，提出了耦合的具体模式和方法。这种耦合系统不仅使数值模拟的前处理得到简化，而且拓宽了三维地学模拟的应用领域。     

基于流固耦合的对旋风机流场分析与数值模拟

运用流固耦合计算机模拟手段,对不同时刻的二级叶片耦合流场进行分析,阐述流场中存在的二次流流动特点与发展趋向,讨论叶片耦合作用对流动状况的影响,从而达到进一步深入研究整个风机运行状态的目的。     

微波照射下矿物颗粒温度分布及影响因素分析

以黄铁矿和方解石组成的矿物颗粒为研究对象, 利用ABAQUS有限元软件建立了三维数值计算模型, 分析了微波场矿物颗粒的温度分布及演化特征, 并考虑了微波照射时间、功率密度及矿物晶体尺寸的影响作用。结果表明: 微波场中矿物中心温度最高, 黄铁矿内部温差较低, 方解石内部温差较大, 不同微波照射时间下温度分布相似; 矿物颗粒的中心温度、表面温度、内外温差及升温速率都与功率密度呈线性增长关系, 与黄铁矿晶体大小呈指数增长关系。     

基于数值模拟的矿井火灾虚拟再现方法研究

研究了虚拟现实技术与CFD技术耦合原理,提出了利用数值模拟结果真实再现矿井火灾场景的方法。在矿井火灾流场中引入了离散颗粒相,利用颗粒位置、速度、温度参数控制虚拟环境中烟气的运动特征和色彩特征。以综采工作面及联络巷道为模拟场景,再现了矿井巷道火灾烟流流动现象。     

矿石喷射喷嘴的数值模拟研究

喷嘴是矿石拣选喷射分离系统关键构件之一,对矿石的喷射分离效果有重要影响。本文对锥形和锥直形喷嘴建模和数值模拟,结果表明二者喷射范围区别不大,但锥形喷嘴喷射流场速度高于锥直型喷嘴,显示锥形喷嘴对矿石喷射更有优势,通过喷射实验也验证了锥形喷嘴的喷射效果优于锥直形喷嘴。进一步地,对锥形喷嘴的出口半径、收缩角进行了数值模拟,结果表明随着锥形喷嘴出口半径的增大,喷射流场最高速度会降低,但速度衰减减缓,喷射范围变大;收缩角的增大,将导致喷射流场速度降低。     

含镍褐铁红土矿石的微波加热性能

《Minerals Engineering》2004年第17卷第6期刊登Pickles C．A．的文章，介绍了有关含镍褐铁红土矿石的微波加热性能的研究结果。     

新疆某低品位铍矿微波预处理浸出工艺研究

针对氧化铍含量为0.515%的某低品位铍矿, 采用微波加热对矿石进行预处理, 研究了微波预处理及振荡浸出工艺。结果表明: 在微波预处理温度230 ℃、处理时间4 h, 铍矿石和浓硫酸质量比1∶1.4、振荡浸出时间4 h条件下, 铍浸出率达到96.7%。该工艺为低品位铍矿资源的开发利用提供了新思路。     

Hopkinson破裂的理论分析与数值模拟

Hopkinson破裂是一种典型的应力波反射拉伸破坏现象,而目前有限元方法还不能很好地对这一现象进行模拟。在阐述数值流形方法的基本原理的基础上,利用其相应的程序对这一现象进行了模拟。模拟结果与理论分析结果相当吻合,这充分说明了数值流形方法在分析材料破坏问题方面的有效性。     

放矿中黄土覆盖层运动规律的数值模拟

针对大冶铁矿铁门坎东采区的回采现状,运用放矿椭球体理论和计算机数值模拟技术,对矿体顶部黄土层在放矿中的运动情况进行了多方案的全历程模拟,并与物理模型试验对比,两者从过程到结果,从图形到数据都很一致,反应了采用数值模拟方法进行土、岩放矿实验研究是可行的。     

基于Ventsim的扇风机并联作业数值模拟分析

针对矿井通风系统扇风机并联作业的效果和稳定性问题,以湖南某锑矿通风系统优化设计为工程实例,通过扇风机特性曲线分析以及利用Ventsim软件建立矿井通风系统三维模型,模拟分析了不同型号扇风机并联作业通风效果,证实了湖南某锑矿通风系统优化设计可行合理。     

某方解石矿群空区稳定性数值模拟分析

地下开采的矿山采用空场法回采时,会留下许多采空区,当这些采空区构成群空区时,对矿山是一个重大的安全隐患,需要根据采空区的特性提出合理治理措施,因而群空区的稳定性评判至关重要。为了分析研究某方解石群空区的稳定性状态,进行了矿山现有采空区的调查,确定采空区的基本信息,然后采用数值模拟计算方法,建立矿山采空区三维立体模型,分别从采空区跨度和留设的点柱尺寸方面进行了3组模型的数值模拟计算分析,确定矿山采空区的安全跨度和安全矿柱尺寸,从而判断群空区的稳定性,为后续采空区治理提供理论依据。     

矽卡岩巷道支护方式的数值模拟分析

矽卡岩水理性较强,当矽卡岩遇水时力学性能变化较大,会给矿山的安全生产带来不利影响。利用数值模拟软件对某铁矿山矽卡岩岩体中的不同巷道支护方式进行了数值模拟,探讨其巷道变形及安全系数的变化规律,特别是引入了锚喷加锚杆联系链的支护方式,通过数值模拟结果的数据分析比较,得出锚喷加锚杆联系链的支护方式对巷道的稳定性最有利。     

岩石冲击破坏分析及其数值模拟研究

采用一级轻气炮驱动飞片撞击实验技术,对石灰岩在冲击载荷作用下的应力波传播效应和破坏特性进行了研究。结果表明,岩样中传播的应力波有明显的弥散效应和衰减特性;切片观测发现,冲击后岩样存在头部破损区、中部拉压破坏区和尾部裂隙区3个不同的破坏区域。在此基础上,对冲击破坏过程进行了数值模拟,其结果与实验结果比较吻合。     

家用微波炉在矿石分析中的应用

利用家用微波炉和专用消解装置代替传统方法进行了矿石消解,大大缩短了消耗时间,降低了能耗,改善了工作环境,降低了劳动强度,提高了工作效率,具有推广价值。     

空气幕内气流场的数值模拟与分析

矿用空气幕是一种较好的风流控制技术。但由于现阶段研究还不深入,空气幕的结构设计、参数确定还仅依靠具体的实验分析,具有很大的局限性。采用有限元分析软件ANSYS对矿用空气幕内的空气流动进行仿真分析,得到流体的速度、压力的分布图,为矿用空气幕选择更合理的结构参数提供了依据。     

层状结构面对巷道稳定性影响的数值模拟分析

从岩石为非均匀性材料的认识出发,引入细观层次的微元体,采用损伤力学和统计理论的单元本构模型, 利用岩石破裂过程分析软件RFPA2D,对具有不同倾角层状软弱结构面岩体中隧道的变形破坏特征、隧道周边关键部位的位移和应力变化以及隧道的安全储备进行了分析。对于进一步深入理解具有软弱结构面中隧道破坏失稳机理并采取有效的加固措施等具有重要的理论和实践意义。