新型转台的机构设计及有限元分析

针对现有的监控系统不能实现多方位、大范围、无死角监控的问题,本文设计了具有多自由度的新型转台。该转台具有3个自由度,其水平旋转部分能带动工作单元实现±180°旋转,其竖直摆动部分能带动工作单元实现±30°的仰俯摆动,其水平移动部分能带动工作单元沿导轨水平往复运动。同时,对转台的传动装置进行优化,对水平移动平台及导轨等主要承载部件进行有限元分析。分析结果表明,水平移动平台及导轨均发生一定的变形,但其变形量不影响转台的整体性能;安全性分析表明,转台在最大载荷下,符合工作要求。该设计为研究转台的性能优化提供了理论依据。     

地下洞室不同开挖方案的对比分析

为了研究底板保护层的实际效果,采用数值计算软件FLAC3D对预留和取消底板保护层两种方案进行了对比分析,结果表明:取消底板保护层时,底板的位移和塑性区深度、拱顶和边墙的变形都小于预留底板保护层的开挖方案;对改变洞室第三层和第四层开挖深度的不同方案进行了对比分析,结果表明:第四层的深度越大,开挖完成后底板的位移和洞室边墙的变形越小。通过对比分析可知,取消底板保护层的方案较好,并且底板上部预留的开挖深度越大越好。     

深井软岩巷道底板卸压钢丝绳网锚注支护技术研究

针对平顶山天安煤业股份有限公司一矿深井软岩回风上山巷道工程地质条件和围岩变形特征,采用数值计算方法,研究了底板卸压槽卸压前后巷道围岩应力场、塑性区的变化规律,分析了底板卸压槽卸压机理,提出了钢丝绳网锚注支护技术,并进行了工业性试验。研究结果表明:(1)巷道底板开掘卸压槽卸压后,底板围岩垂直应力和水平应力的高应力区及其峰值应力均向底板深部转移。卸压后底板同一深度的围岩应力均小于卸压前的围岩应力;卸压后巷道顶底板和两帮围岩的塑性区范围均增大,底板卸压效果明显。(2)深井巷道围岩的破碎区和部分塑性区是支护的重点。回风上山巷道采取开挖底板卸压槽、钢丝绳网锚杆支护和围岩注浆加固等支护措施后,在围岩中形成了锚注体支护圈,提高了围岩的强度和自身承载能力。巷道围岩经历加速变形阶段、减速变形阶段和稳定变形阶段后,一直处于稳定变形状态。卸压槽+钢丝绳网锚注支护在回风上山巷道的支护试验取得成功,可为深井软岩巷道支护提供参考依据。     

TBM掘进圆形隧洞底鼓机理FDEM数值模拟研究

采用耦合的有限元-离散元法（finite-discrete element method, FDEM）研究了圆形隧洞底板大变形灾变机制,并研究了地应力量值、侧压系数、底板位置和隧洞形状对底鼓灾害的影响。结果表明：1）在静水压力状态下,圆形隧洞底板大变形灾变力学机制为隧洞开挖造成围岩径向应力降低和切向应力升高,当超过岩体强度后产生共轭剪切破裂,并伴随拉伸断裂;浅部破裂岩块在深部围岩弹性变形恢复和剪胀效应下发生向隧洞内的翻转大运动,进而引发底板大变形灾害;2）随着地应力量值、侧压系数和底板位置的变化,围岩破坏率、损伤破裂区半径和隧洞表面围岩最大位移量等也发生变化,但仍为破裂碎胀性的大变形;3）传统的滑移线场理论难以解释直墙拱形底板围岩的共轭剪切破裂和深部岩体破裂,采用FDEM和双轴压缩力学模型可成功解释上述现象,为隧洞底鼓大变形灾变机制提供新的研究思路。     

转台轴系轴承刚度矩阵的理论推导与数值计算

为提高三轴飞行模拟转台的动态性能及机械精度,对转台轴系的支撑轴承进行了研究.根据滚动轴承的几何学、运动学的基本原理和赫兹接触理论,建立了轴承刚度精确的数学模型,推导出了轴承完整的刚度矩阵的解析公式.研究了轴承受载、变形位移的数值计算方法.根据理论模型编制了轴承刚度的计算软件,为转台轴系有限元分析中边界条件的处理提供了依据.     

转台轴系轴承刚度矩阵的理论推导与数值计算

为提高三轴飞行模拟转台的动态性能及机械精度，对转台轴系的支撑轴承进行了研究。根据滚动轴承的几何学、运动学的基本原理和赫兹接触理论，建立了轴承刚度精确的数学模型，推导出了轴承完整的刚度矩阵的解析公式。研究了轴承受载、变形位移的数值计算方法。根据理论模型编制了轴承刚度的计算软件，为转台轴系有限元分析中边界条件的处理提供了依据。     

移动压力支承作用下底板巷道围岩变形与采深的关系

本文阐明了移动支承压力影响区与采深的关系，提出了用有效载荷系数来反映动压作用下底板巷道围岩变形量的大小，结合孙村煤矿实测资料，总结出在跨采期间，底板巷道围岩变形量与有效载荷系数之间的定量关系，为深井开采移动支承压力作用下，底板巷道围岩变形量预测预报提供了一种方法。     

考虑地基固结效应的储罐静力特性分析

建造在软土地基上的储罐,其底板和壁板的受力不但与底板的坡度有关,而且与储液的加载速度、地基参数有关.针对地基基础与储罐共同作用问题进行非线性固结弹塑性有限元数值模拟计算,分析地基变形、储罐内力与变形的时间效应.计算结果表明,地基内的孔隙水压力变化趋势与一维固结特性相似,底板的径向应力和壁板的环向应力在设计中起控制作用,底板坡度建议值为2%～5%.壁板发生"象足"的位置位于距离储罐底板1 m左右处,该位置容易发生屈曲破坏.     

三面围合盾构隧道底板注浆对地下通道结构的影响

通过理论推导得出在三面围合状态下盾构隧道施工时,地下通道底板下注浆压力的分布规律,计算确定了合理的注浆压力,并探讨了注浆压力对地下通道结构的影响。结果表明底板注浆能抵消隧道推进引起的结构变形,甚至产生新的附加变形。当土体损失率越大时,底板注浆对地下通道结构的影响越大。     

层状岩层巷道底板稳定性影响因素及变形防治

本分分析了层状岩层巷道底板变形失稳的极限条件，探讨了底板分层厚度等因素对巷道底板生的影响，在此基础上，结合实例分析了底板锚杆对层状岩层巷道底的防治。     

承压水上采煤底板破坏规律流固耦合研究

为分析承压水上采煤底板变形破坏规律,建立了承压水上采煤流固耦合数学模型,采用FLAC3D模拟软件分析之。运用正交试验的方式对底板变形破坏影响较大、易量化的4个因素进行分析;在此分析基础上得出单一因素对底板破坏的影响关系。分析结果表明：影响底板破坏深度大小的因素依次是工作面宽度、隔水层厚度、承压水压力和煤层埋深;随着隔水层厚度的增加,底板的破裂深度及范围有减小的趋势,同时在隔水层底部的原位张裂范围也在减小,甚至消失;在流固耦合模式下随着水压力的增加,岩体的破坏程度远远大于非耦合的情况。     

软岩巷道锚喷支护破坏分析与对策

软岩巷道锚喷支护破坏原因主要有:巷道底板无支护或支护的强度不够,底板流变极易发展,形成了围岩体的流变通道;大部分锚杆支护为低工作阻力值,支护作用没有得到有效发挥;混凝土喷层和围岩体变形不匹配,导致喷层体离层、剪切破坏;钢笆网抵抗破坏和变形的能力弱,降低了网喷层的强度和抗变形能力.采取的支护对策有:底板反拱加强支护,避免局部围岩体的整体移动,实现巷道周边岩体的均匀收敛变形;选用长锚杆,更好地控制巷道围岩的变形;初喷混凝土为厚度20 mm薄喷层,实现初喷层与巷道围岩体的同步变形;用直径4 mm冷拔钢丝编织金属网替代钢笆网,提高网喷层支护体的强度与抗变形能力;二次锚杆支护在复喷混凝土后进行,防止网喷层与围岩体离层现象的发生.     

软岩巷道锚喷支护破坏分析与对策

软岩巷道锚喷支护破坏原因主要有巷道底板无支护或支护的强度不够,底板流变极易发展,形成了围岩体的流变通道;大部分锚杆支护为低工作阻力值,支护作用没有得到有效发挥;混凝土喷层和围岩体变形不匹配,导致喷层体离层、剪切破坏;钢笆网抵抗破坏和变形的能力弱,降低了网喷层的强度和抗变形能力.采取的支护对策有底板反拱加强支护,避免局部围岩体的整体移动,实现巷道周边岩体的均匀收敛变形;选用长锚杆,更好地控制巷道围岩的变形;初喷混凝土为厚度20mm薄喷层,实现初喷层与巷道围岩体的同步变形;用直径4mm冷拔钢丝编织金属网替代钢笆网,提高网喷层支护体的强度与抗变形能力;二次锚杆支护在复喷混凝土后进行,防止网喷层与围岩体离层现象的发生.     

液压系统油箱的优化设计方法研究

为了使液压系统油箱设计得更加合理,应用弹性力学理论建立了油箱底板变形计算公式和油箱盖板自然频率的计算公式.以油箱的长度、宽度、高度、底板和盖板厚度为设计变量,油箱实体材料体积最小为目标函数,以油箱底板的变形、盖板的自然频率、有效容积和散热条件为主要约束条件,建立优化计算数学模型.采用改进网格算法,以可控变速装置液压系统油箱为研究对象进行了优化计算.结果表明,在相同的有效容积时,其实体材料体积比原设计节约19.7%,为油箱的优化设计提供了参考.     

基于时间序列的时栅转台误差修正研究

时栅传感器作为转台的测角元件可以构成时栅转台,其精度问题一直是时栅转台研究的重点。运用误差修正技术,结合时栅传感器的原理,通过时间序列模型预测出转台下一时刻的随机误差,并通过系统误差模型和随机误差模型叠加的方式对转台误差进行修正。实验结果表明:通过时栅转台的误差修正平台,实验转台原始误差从±90角秒减小到±3角秒,验证了该方法的可行性,为时栅转台的设计提供了新的思路。     

煤气柜柜底板焊接技术

阐述了煤气柜柜底板焊接变形的原因,分析了控制焊接变形的措施.归纳出有效的焊接工艺及方法,通过实践检验,证实了焊接技术应用的有效性.     

A矿采场底板突水危害性分析

根据A矿的岩层柱状图,运用RFPA^2D软件计算了采场推进到25m和50m时底板岩层的应变分布,且利用渗透特性与应变之间的关系,计算了相应的底板突水因数。利用煤矿底板突水因数表述了层状岩体渗流失稳条件并判断隔水关键层位置．研究结果表明：岩层的破坏造成渗透率的增大、非Darcy流口因子和加速度系数的减小,从而使突水因数增大;随着工作面的推进,底板的破坏范围扩大,变形增大,突水因数增大;当推进到25m时,底板突水因数为95．1％;当推进到50m时,底板突水因数为619％．     

锦州商业大厦宾馆基础设计总结

结合锦州商业大厦宾馆箱基设计实例,阐述了按“倒楼盖”方法箱基底板反力的理由按有关大基础沉降变形的新观点做了沉降变形计算。     

圆柱型贮液罐轴对称提离机理

本文用最小势能原理对贮液罐的静力轴对称提离机理作了近似分析.结果表明,必须考虑底板大变形,罐壁按大变形和按小变形计算的结果差别不大.美国API设计标准采用带有两个塑性铰的一维小变形板条模型进行提离分析,而本文结果表明当弯曲应力达到一定限度后,底板径向弯矩随提离力增大而减小,在工程实际提离的范围内塑性铰难以出现.罐底和基础之间的相对滑动对薄膜内力有较大影响,但对弯曲内力影响不大.过去实验中观察到的一些现象,可以通过这一分析得到定性解释.虽然本文进行的是轴对称提离分析,但提离量和提离深度都已超过非对称提离研究中观察到的数值,而底板受力仍在弹性范围之内,因此可以期望这一方法也可用来分析贮液罐的非对称提离机理.     

基于毛细管节流多油垫静压转台理论和实验研究

针对毛细管节流多油垫闭式静压转台建立主轴系统动力学模型,应用Simulink软件得到了主轴系统在偏载下的动静态特性,分析了不同外载及不同加载位置对转台油膜厚度、油膜承载力、油腔压力及转台偏转角的影响.搭建了静压转台动静态特性实验装置,对8油垫静压转台进行了动态加载实验和正弦激励扫频实验.计算结果与实验结果比较表明:该理论模型具有合理性,为静压转台的优化设计和精密机床加工精度的提高提供依据.