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煤矿井下安全舱结构强度计算

作　者: 王碧浩
导　师: 赵树山
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 固体力学
关键词: 矿井救生舱强度计算有限元分析
分类号: TD774
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 34次
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内容摘要

作为一个产煤大国和一个煤炭消费大国，煤炭一直占据着我国能源结构中的核心位置。随着能源需求的日益增大，煤炭开采量也节节攀升，而随之相伴的安全问题也越来越突出，频繁发生的矿井事故，导致大量人员受伤遇难。由于地下岩层的复杂性，矿井事故不能够完全避免。因此，建立煤矿井下避难场所，保证矿井发生事故后被困井下的工作人员的生命安全显得尤为重要。本文介绍了一种组装式可移动救生舱，利用机械设计软件SolidWorks建立救生舱的实体模型，利用数值模拟软件对救生舱的结构系统进行强度分析，包括静力学分析和动载荷分析。在矿井发生坍塌、透水等事故时，救生舱所处的环境可以看做是压力容器的一种形式，所以在静载荷分析时，在救生舱表面施加的是均布压力。为了提高救生舱整体的力学性能，采用了加强救生舱受力结构和加装蜂窝结构两种方法，分析并比较了这两种方法在改善救生舱整体的强度和刚度方面不同的作用。在动载荷的计算时，由于计算工作量较大以及硬件条件的限制，采用的是预先建立了一个压力——时间曲线，以均布面力的形式模拟爆炸产生的冲击波加载到救生舱的表面。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章绪论  7-12
  1.1 背景与意义  7-8
  1.2 国内外研究现状  8-10
    1.2.1 国外研究现状  8-9
    1.2.2 国内研究现状  9-10
  1.3 本文的主要工作  10-12
第2章静载荷分析  12-31
  2.1 引言  12
  2.2 移动式救生舱概述  12-15
  2.3 Workbench 简介  15-16
  2.4 强度理论  16-20
  2.5 救生舱的有限元模型  20-25
    2.5.1 建立几何模型  21-24
    2.5.2 定义材料属性  24-25
  2.6 主体结构的静载荷分析  25-30
    2.6.1 计算结果分析  26-30
  2.7 本章小结  30-31
第3章改进后结构的静载荷分析  31-45
  3.1 引言  31
  3.2 改变主体受力结构力学分析  31-35
    3.2.1 计算结果分析  32-35
  3.3 加上蜂窝结构后静力学分析  35-44
    3.3.1 木材的力学性能  36-40
    3.3.2 计算结果分析  40-44
  3.4 本章小结  44-45
第4章冲击载荷分析  45-65
  4.1 引言  45-46
  4.2 软件介绍  46-47
    4.2.1 ANSYS/LS-DYNA 简介  46
    4.2.2 Lagrange 算法、Euler 算法和 ALE 算法  46-47
  4.3 冲击载荷  47-48
  4.4 有限元模型  48-52
    4.4.1 材料模型  49-51
    4.4.2 救生舱有限元模型  51-52
  4.5 前处理  52-54
    4.5.1 载荷曲线  52-53
    4.5.2 求解参数设置  53-54
  4.6 计算结果分析  54-64
  4.7 本章小结  64-65
结论  65-67
参考文献  67-72
攻读学位期间发表的学术论文及其他成果  72-74
致谢  74

煤矿井下安全舱结构强度计算

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