损伤变量在煤层底板开采破坏深度计算中的应用

针对煤层底板破坏深度的计算很少考虑实际存在的采动损伤的现状,以某矿A组煤开采为背景,提出一种基于数值模拟与理论计算的底板岩层损伤变量,进而确定底板破坏深度的方法。通过在该矿工作面巷道特定位置施工井下钻孔,采用并行电法探测技术验证该方法的有效性。结果表明：底板应力在推进至断层附近时达到峰值19.70 MPa,底板岩层等效损伤变量D′=0.79;基于损伤变量计算得出的底板岩层的最大破坏深度为20.27 m,对比井下实测结果,其准确率达到93.32%。研究结果为快速准确地确定底板采动破坏深度提供了一个新思路。     

考虑楼板大开洞及大质量比附属设施的结构抗震性能实例研究

对某楼板大开洞且具有大质量附属设施的复杂钢筋混凝土厂房结构开展抗震性能实例研究。楼板大开洞会导致构件缺少有效的楼板约束,从而使构件发生显著的横向振动,最终构件在双向弯矩等复合内力作用下发生破坏,必须采用分布塑性铰纤维模型对该重要现象进行精细模拟,并应在设计中重点关注该类构件的横向抗弯承载力。大质量比附属设施作为非传统质量调谐阻尼器(TMD),可采用Tsai和Lin建议的简化公式进行参数优化,从而能显著减小主结构的动力响应。对于覆盖面积较大的多点弹簧支撑附属设施,必须有效考虑扭转效应导致的加速度放大,同时不能忽略大质量比对附属设施楼层反应谱的衰减作用。     

多风井混合式通风矿井反风演习实践

为探究全矿反风风速对硐室火灾烟气蔓延的影响,利用FDS火灾数值模拟软件构建矿井巷道三维模型,模拟全矿反风风速为1.0、1.5、2.0、2.5 m/s条件下的火灾场景,分析不同反风风速下硐室左右两侧烟气浓度和巷道内能见度的变化情况。研究结果表明：当全矿反风风速为1.0 m/s时,巷道进风侧风流紊乱,烟气出现明显回流现象;随着反风风速的增大,进风侧风流方向开始反转,巷道内能见度和风流反向速率不断增大;反风风速为1.5~2.0 m/s较合适,且当针对硐室火灾事故采取救灾救援措施时,反风风速需确保大于临界风速2.5 m/s。

     

煤矿避难硐室热环境控制范围探讨

基于国内外矿井避难硐室环境控制技术的研究现状,比较了国内外关于避难硐室环境控制条款规定,探讨了环境控制参数的允许范围,并从建设成本及人员安全角度出发,分析了目前针对避难硐室空气品质控制技术和温度控制技术的不足,指出了未来避难硐室环境控制技术的研究方向：①制订合理的环境参数允许范围;②基于矿井压风的CO浓度多种控制技术的协同作用;③CO₂被动化学吸附技术;④多重复合控温技术。

     

机油泵油腔结构优化对柴油机进机压力的影响及试验

针对舷外机用竖轴柴油机在台架试验中出现机油压力偏低的问题展开分析与研究。在排除机油泵加工尺寸偏差、机油泵主油道孔径偏小等故障因素后,初步判定机油泵油腔存在内漏为故障原因。对机油泵腔结构进行优化设计,增加油腔大端密封区宽度,减小进排油腔连通时间及截面,避免油液倒流回油腔,减少机油外泄。整机试验与耐久试验结果表明,优化后的机油压力明显高于优化前的机油压力,机油压力变化较为平缓,在高转速、大转矩下机油压力明显提高。     

柴油机燃烧室结构与喷嘴优化匹配对燃烧与排放的影响

基于快速混合燃烧技术,用试验和数值模拟的方法对某型柴油机的燃烧系统进行了优化。在转速为1 800 r/min的全负荷工况下的研究结果表明：浅ω燃烧室匹配多孔喷油嘴,高压过程指示功比原机高7.65%,NO_x和碳烟排放分别比原机增加约10%和降低约80 %;碰撞分流燃烧室匹配传统多孔喷油嘴,高压过程指示功比原机高7.04%,NO_x和碳烟排放分别比原机降低约10%与60%;浅ω燃烧室匹配交叉孔型高扰动喷油嘴,高压过程指示功比多孔喷油嘴的高0.43%,能够进一步提高燃油经济性。     

航空发动机燃烧室机匣破裂安全性预测方法

针对航空发动机燃烧室机匣安装座环焊缝疲劳寿命的研究,提出了一种安装座焊接结构双轴拉伸模拟件的设计方法。首先,通过分析机匣安装座的载荷工况及几何特征,给出了相应的设计准则和几何等效分析,同时设计出模拟件的雏形。然后,根据优化目标提出了一种优化数学模型,以有限元计算的方式讨论了模拟件在中心试验区直径D₁,夹持臂楔形角度ω,安装座通孔直径D₂的3种尺寸变量下的应力变化规律,进而确定了模拟件的最终尺寸。最后,采用该模拟件进行双轴拉伸疲劳试验。试验结果表明,裂纹源出现在模拟件试验区的焊缝处,并且沿着焊缝向两侧进行扩展,证明了该设计的合理性。

     

双缓冲腔环形间隙对凿岩机缓冲系统动态特性的影响

分析了液压凿岩机双缓冲系统的结构特点,应用孔口节流理论确定了缓冲活塞的静平衡位置,基于应力波传递原理得到了缓冲活塞的回弹速度,考虑油液的压缩特性推导出一级缓冲腔压力公式,由间隙流量公式得到了二级缓冲腔压力,在此基础上建立了缓冲活塞的运动微分方程.应用Matlab工具对双缓冲系统的动态特性进行了仿真,分析了不同环形间隙下缓冲活塞的运动规律,探讨了环形间隙对一级和二级缓冲腔压力的影响.提出与环形间隙和活塞最大行程的比值相关的间隙行程系数η.仿真结果表明,间隙行程系数与双缓冲系统的特性密切相关,存在最优范围.搭建了实验台,通过实验对缓冲系统的数学模型进行了验证.     

核电厂隔震结构的振动台试验研究

将基础隔震技术应用于核电厂的设计和建造,不仅可以实现上部结构和内部设备、管道的标准化设计,缩短设计和建造周期,提高核电厂建设的经济性,而且可以提高结构的抗震裕度,有效抵抗超过设防烈度的地震动。为此,该文分别采用传统橡胶隔震支座和厚层橡胶隔震支座,制作传统水平基础隔震模型和三维基础隔震模型,结合油阻尼器控制核电厂结构的地震响应。通过振动台试验和数值模拟,对比了隔震模型和非隔震模型在时域和频域的地震响应。研究表明,在水平方向,两种隔震结构的水平加速度相对于非隔震结构均可以降低约50%;在竖直方向,三维隔震结构的楼层反应谱峰值向低频2Hz~3Hz移动,避开了设备和管道的主频率范围10Hz~20Hz,即可以实现设备和管道的竖向隔震。同时,试验和分析均证明对隔震层附加约为15%的水平阻尼比,可以有效降低结构的地震响应,并使水平楼层反应谱峰值减小约50%。     

基于概率性人行荷载模型的楼板结构振动分析

为评估实际楼板结构在可能承受的人行荷载作用下的振动性能, 运用动力测试和数值模拟相结合的方法对某实际楼板结构进行了动力特性及人行激励下的概率性响应分析。首先利用基于频响函数的冲击动力测试, 识别了楼板结构实际的模态参数。然后考虑各行人个体产生激励的差异性及随机的人行路径等因素, 构建了不同随机步态参数组合的单人及人群多分量荷载模型;基于动力测试所得的模态特性, 分别计算了在所构建的概率性荷载作用下的多模态响应;对得到的大量响应样本统计分析得到了单人及人群行走荷载下的响应分布以及某一振动水平发生的概率;结果表明人致振动响应服从近似的正态分布, 行人随机性的步态参数中步频对响应的分布起控制作用, 此外得到的响应分布特性可对实际楼板结构的人致振动进行概率性的评估。在人群荷载响应计算时, 对测得的人活动加速度响应进行自由衰减响应分析得到不同加速度水平时结构基本模态特性的变化, 结果表明频率随振动加速度幅值的变化相对较小, 而阻尼的变化相对较明显。该文研究可为类似工程的人致振动概率性评估提供参考。