矿用隔爆型圆筒外壳的设计方法

将弹塑性力学理论运用到外壳的初始化设计中,得到壳体初始数据后,利用Solid-works软件对壳体进行三维建模,再利用COSMOSworks对模型做有限元分析,根据分析结果改进结构,再次计算实体应力,以检测改进后结构能否达到强度、刚度要求。     

基于有限元法的矿用隔爆型矩形外壳设计

针对矿用电气设备外壳的隔爆要求,采用弹性力学对矩形外壳进行初始化设计,根据设计参数运用三维软件建立三维数字样机,并结合有限元分析软件对三维数字样机的壳体和壳盖进行静力学分析,根据分析结果优化设计参数,满足矩形壳体的刚度和强度,为矿用隔爆型矩形外壳的设计与研究提供了理论依据。     

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。     

基于ANSYS/LS_DYNA的薄煤层采煤机扭矩轴动力学接触分析

利用有限元软件ANSYS对某煤机公司设计的薄煤层采煤机扭矩轴进行了静力学分析,得到了扭矩轴工作时的应力分布状况及最大应力;使用动力学仿真软件ANSYS/LS-DYNA,并结合系统运动学和动力学分析软件ADAMS仿真生成的峰值时刻动载荷,对扭矩离合器的工作过程进行了模拟,并对扭矩轴进行了动态接触分析,利用LS-POST后处理对计算结果进行可视化处理,计算了扭矩轴在工作时的应力、应变值及其变化规律,对静态和动态分析的结果进行了比较。     

焊接隔爆外壳加工工艺

结合国家防爆标准GB3836.2-2010和机械加工工艺的要求,对焊接隔爆外壳从外壳焊接、机械加工和检验3个方面进行工艺性探讨。对焊接工艺过程引起的焊接应力和变形从设计、工艺措施等方面进行分析,对消除焊接应力的方法进行了介绍;从加工引起各种误差入手,对影响隔爆面精度的加工各种环节因素进行了分析,提出了减少或防止的措施;对隔爆外壳的检查进行了阐述,对加工总工艺流程进行分析,提出了注意事项。     

煤矿移动机器人隔爆壳体的建模与有限元分析

根据弹性力学理论和压力容器设计知识对煤矿移动机器人的隔爆壳体进行设计,得到初始参数,运用Solidworks软件结合设计参数对隔爆壳体进行建模,利用COSMOSworks工具箱对壳体和端盖进行有限元分析,根据分析结果对结构进行优化,对壳体进行应力分析,以检验优化后的结构满足强度要求。     

煤矿装卸用起重机有限元分析及优化设计

以煤矿装卸用35t门式起重机为研究对象,首先采用许用应力法和有限元方法对其结构进行校核分析,再利用有限元软件建立起重机结构优化的数学模型,得出轻量化设计结果。通过对优化前、后结果分析一致得出,基于许用应力法设计出的门式起重机,若采用一阶迭代优化方法进行优化,在轻量化方面具有较大改进前景。     

基于ANSYS的中型轮式推土机推土铲大臂的有限元分析

利用三维软件Pro/E建立推土铲大臂的实体模型,导入有限元分析软件ANSYS后对其结构进行应力分析,通过有限元计算和实际应力测定,获得推土铲大臂的应力和变形状态,为推土铲大臂的进一步设计改进提供了依据。     

焊接对隔爆外壳的影响分析

分析了隔爆型多电源控制箱外壳焊接过程与检验要点。对其中焊接工艺的选择、外壳焊接过程中引起的焊接应力变形与处理,以及对隔爆面的影响做出分析,提出合理措施,对隔爆外壳整体防爆性能进行阐述。     

基于有限元法的电机隔爆外壳设计

引入爆轰理论并深入分析了爆炸性气体混合物的爆炸机理,结合防爆标准合理地选择了壳体的材质。同时运用弹塑性力学理论对外壳强度进行理论计算,得出外壳的壳体壁厚、法兰厚度等初始参数。并利用SolidW orks软件进行三维建模,然后在COSMOSworks软件中进行有限元分析,根据分析结果对壳体结构进行改进,实践证明,防爆性能良好。     

提升绞车卷筒筒壳建模与分析

采用有限元分析方法,根据提升绞车卷筒筒壳的结构和工作情况建立了筒壳的三维计算模型。运用ANSYS软件对其进行静态分析,求出了筒壳在额定载荷下所受的应力和变形。根据计算结果提出了筒壳结构优化方案,并对优化后的结构进行了静态和模态分析,求出了筒壳的应力、变形、前6阶固有频率和振型。分析结果表明,改进后的结构既安全可靠又节省材料,材料节约率达30%。     

固定管板式换热器应力的有限元分析

应用ANSYS有限元软件,建立了某固定管板式换热器的结构分析模型,对3种操作工况下换热器的应力场进行了计算,并校核了其中的危险工况。结果表明:受热载荷作用的换热器,最大应力在管板与管箱内壁面的过渡圆角处;"表皮效应"使距壳程侧2 mm处管板上的应力最大;换热器的各部件安全裕度均大于2,常规设计方法过于保守。     

采场底板围岩应力壳力学特征及时空演化

针对采场底板围岩三维应力场特征及演化规律，以谢桥煤矿1232(1)综采工作面为研究对象，采用综合研究方法开展了系统研究。结果表明:煤层回采过程中，伴随着采场围岩三维应力场的不断调整，在采场底板围岩空间区域也存在高应力束，高应力束在三维空间形成了采场底板围岩应力壳，应力壳壳体内外岩体主应力均低于壳体中的主应力。应力壳内边界之上垂直应力和水平应力均显著降低，部分岩层内压应力转化为拉应力，壳体和应力壳外边界岩层垂直应力降低，水平应力仍然较大，存在水平应力集中现象，三维应力场作用的选择性是采场底板围岩应力壳形成的内在力学本质。采场底板围岩应力壳形态随着采场结构的变化而调整，具有典型的短边依赖效应，破裂区和最大位移区主要发育在应力壳壳体内边界之上的低应力区内。采场底板围岩应力壳是抵抗底板岩层卸压膨胀、进而发展到拉剪破坏的主要集中力系，采场底板围岩应力壳的失衡可能引起较大的动力现象。     

多绳摩擦式提升机摩擦轮的有限元分析

应用有限元分析软件ANSYS,建立摩擦式提升机摩擦轮的三维有限元分析模型。在此基础上研究了摩擦轮在均匀面载荷作用下轮壳和幅板的变形与应力分布规律。结果表明:摩擦轮的应力较低,摩擦轮轮壳各个子午面和剖面的变形和等效应力分布规律基本相同。分析结果可为摩擦轮的结构设计和应变检测提供基础数据。     

巷道围岩应力壳力学特征与工程实践

综合采用数值模拟、理论分析和现场观测,深入研究了巷道围岩力学特征及其对围岩稳定性的影响规律。研究发现,巷道开挖后围岩存在连续包络的高应力束组成的应力壳,巷道处于应力壳内的低应力区,巷道围岩矿压显现受控于应力壳的存在及其空间演化;巷道围岩应力壳的空间分布对巷道围岩稳定性有关键性影响,且存在"稳定"和"非稳定"两种形态,维护巷道围岩稳定性的实质是保证巷道围岩应力壳形态的稳定;通过科学的巷道布置和有效的支护手段"控制围岩最小变形",优化围岩应力壳形态是保证巷道围岩稳定性的关键所在。研究和工程实践均表明:巷道轴向与最大水平主应力方向平行时易维护,在于巷道围岩中易形成稳定态应力壳;两者垂直时巷道难于维护,在于巷道围岩中易形成非稳定态应力壳。揭示了最大水平主应力方向对巷道围岩稳定性影响的内在力学本质。     

塔式矿井提升机围包角对摩擦轮应力的影响

为探讨塔式矿井提升机围包角对摩擦轮应力的影响,以JKM-4X4Ⅲ井塔式摩擦提升机(国标参数)为实例,建立对应的提升机主轴装置有限元模型。由于钢丝绳在筒壳上的作用力符合欧拉分布规律,得到摩擦轮所受外力转化施加到主轴装置有限元模型,并定义合理的约束条件;借助于ABAQUS大型分析软件,对不同围包角工况下的模型进行应力计算,得到了提升机摩擦轮不同位置处循环疲劳应力值及摩擦轮循环疲劳应力随围包角变化的分布规律:围包角180°~190°时,应力值变化相对比较平缓;围包角195°时,应力变化梯度明显增大。研究结果为井塔式摩擦提升机主轴装置设计以及现场安装时围包角的选取提供了可靠的理论基础。     

多喷嘴对置式气化炉耐火衬里温度及应力场的有限元分析

热应力过大是造成气化炉耐火衬里损坏的重要原因之一,分析耐火衬里的温度分布和应力分布能有效避免应力集中并优化耐火衬里结构。建立了三维多喷嘴对置式(OMB)水煤浆(CWS)气化炉炉壁K砖部位的计算模型,采用有限元法研究了稳态过程中热负荷对耐火衬里和钢壳的温度、等效应力、等效应变和总变形分布的影响。结果表明:热面砖热端面温度为1300℃时,计算的钢壳温度为206.4℃,该模拟结果与工业数据基本一致;热面砖应力>背衬砖应力>钢壳应力>隔热砖应力,且热面砖热端面应力最大易出现裂纹,陶瓷纤维处应变最大,隔热砖绝对变形量远小于热面砖和背衬砖;随着热面砖热端面温度从1100℃升高到1400℃时,耐火衬里和钢壳的整体温度升高,钢壳外表面温度从177.2℃逐渐增加到220.9℃,温度变化不超过50℃,耐火衬里及钢壳整体应力增大,尤其是热面砖应力增加最为明显,热端面应力从0.68 GPa升高到1.10 GPa,等效应变也逐渐增加,且热面砖和背衬砖应变增加幅度较大,热面砖、背衬砖和隔热砖的绝对变形量也随之增加;随着热面砖厚度由60 mm增加到230 mm,耐火衬里和钢壳的整体温度降低,钢壳外表面温度从225.9℃缓慢降低到206.4℃,即热面砖厚度对钢壳外表面温度影响较小,热面砖和背衬砖应力迅速减小而隔热砖和钢壳应力变化较小,当热面砖厚度为180 mm时,热面砖整体应力大小适中,而且分布均匀没有明显突变,耐火衬里的应变逐渐减小尤其是背衬砖区域应变减小趋势最快,而且应变结果与应力结果的变化规律基本一致,背衬砖绝对变形量最大,热面砖绝对变形量次之,隔热砖绝对变形量最小。结合温度场、应力、应变分布规律,当热面砖厚度为180 mm时,最有利于提高耐火衬里尤其是热面砖的使用寿命。     

管带机传动滚筒的静力分析及结构改进

首先采用三维CAD软件Pro/E创建圆管带式输送机传动滚筒模型,然后将模型导入有限元分析软件ANSYS中对其进行静力分析,得到传动滚筒的受力和变形情况。根据有限元分析计算结果,分别通过减小滚筒筒皮厚度与在滚筒内增设加强环结构,对滚筒的结构尺寸进行了优化,经反复建模验算后,最终得到较满意的优化设计结果,为滚筒的设计提供一个理论基础。     

综放采场宏观应力壳与关键层的联系

阐述了综放采场宏观应力壳的基本概念,初步探讨了宏观应力壳与关键层在结构上的宏观联系,分析了在综放开采条件下,宏观应力壳和关键层以及基本顶在承担上覆岩层荷载时各自不同的作用,强调了宏观应力壳是导致综放采场矿压规律不同于分层开采的主要原因。