基于强度理论的内聚力模型的有限元实现及应用

在对基于强度理论的内聚力模型(ST-CZM)进行二维整理及三维拓展的基础上，使用Abaqus用户单元子程序(UEL)对该模型进行有限元实现.通过经典界面破坏算例验证ST-CZM有限元模型的有效性和准确性，建立纤维增强复合材料(FRP)加固混凝土模型，采用ST-CZM模拟FRP与混凝土界面间的黏结破坏过程，实现STCZM在复杂工况下的应用.相较于传统基于牵引力准则的内聚力模型，ST-CZM具有更灵活的混合模态耦合方式，且其切向和法向的强度模型相互独立，ST-CZM的收敛性更好，对强度的预测更准确.所有算例表明，相较于传统基于牵引力准则的内聚力模型，ST-CZM有限元模型能够更好地实现黏结界面峰值应力的预测和损伤阶段的模拟.     

井下文丘里湿喷机喷嘴位置的仿真模拟及实验

为寻找影响井下湿喷机喷射性能的关键因素,通过Fluent软件对影响喷射性能的因素进行仿真分析,得到文丘里喷射器喷嘴位置是影响喷射性能的关键因素,在仿真分析的基础上进行了样机试制,对不同的喷嘴安装位置进行了9组实验。实验结果表明：喷嘴位置是影响文丘里喷射器喷射性能的关键因素;当喷嘴位于文丘里喷射器入料口左壁面时,物料产生返料现象,不适合喷射物料;当喷嘴位于文丘里喷射器入料口右壁面时,由于喷射量小,亦不适合喷射物料;当喷嘴位于文丘里喷射器入料口左壁面28 mm时,文丘里喷射器流量达到3.60 m 3/h,效果显著,喷射条件较稳定,符合湿喷机生产能力的要求。     

煤和矸石的冲击破碎粒度分布特性

利用冲击式破碎装置,以不同的冲击速度对3个煤矿的煤矸进行冲击破碎试验,对试验结果进行数据拟合,得出煤矸的分布特征函数,以及冲击速度和煤矸硬度对其分布特性的影响。结果表明：煤和矸石的冲击破碎粒度符合Weibull分布,随着冲击速度的增加,煤的破碎特性指数增大,而矸石的破碎特性指数却减小,煤和矸石的破碎程度参数均减小;煤的概率密度分布曲线受冲击速度和煤矸硬度的影响较大,其峰值随着冲击速度的增加显著增大;煤的硬度越低,其峰值增加越显著,粒度分布越窄,且向小粒径方向偏移;矸石的密度分布曲线受冲击速度和矸石硬度的影响较小;利用煤矸粒度概率密度曲线可以判定不同冲击速度和硬度条件下的煤矸分离效果。     

煤矸破碎粒度分布规律的分形特征试验研究

为寻找煤矸破碎粒度的分布规律,根据分形理论建立了煤矸破碎粒度分布的分形表达式,并与威布尔分布比较,寻找煤矸破碎特性指数、破碎程度参数、分形维数与各影响参数的关系。首先对不同杆数的滚筒进行煤矸破碎试验,根据实验结果选择合适的杆数,并对参数间的关系进行探讨;其次,对不同杆形的滚筒进行煤矸破碎实验,根据实验结果确定杆形对煤矸破碎粒度分布的影响;最后对不同地质条件下的煤矸进行破碎实验,研究不同硬度的煤矸对煤矸破碎粒度分布的影响。研究结果表明：杆数为6、杆形为三角杆的滚筒破碎效果最好。威布尔分布、分形分布均可表示煤矸破碎粒度的分布规律,但用分形分布表示煤矸破碎粒度的分布规律,能更好地表达煤矸破碎粒度的的分布规律,可以更好地指导生产。     

煤和矸石选择性破碎分选理论研究

通过对煤和矸石力学参数尺寸效应的研究,利用指数函数对各力学参数进行拟合,获得了各种岩石在不同粒径条件下的力学参数;借助玛洛金公式,对煤与矸石的冲击破碎速度进行计算,获得了煤和各种岩类矸石的冲击破碎速度范围,指出原煤之中不含类煤类岩石或类煤类岩石含量较少时可以进行煤和矸石的选择性破碎分选,并且煤和矸石的物理力学性质差别越大,选择性破碎分选的效果会越好。     

曳引式矿用电梯的设计

曳引式电梯是目前使用最多的一种电梯。以曳引式矿用电梯试验台的设计为例,对电梯关键部件的设计选型进行了分析研究。吸取了矿用设备的设计经验,以钢丝绳罐道代替了电梯现用的钢性轨道。并在电梯的轿厢上安装了防坠器,以保证当钢丝绳罐道不能正常工作时,电梯能平稳降落。