礦用救生艙艙體結(jié)構(gòu)設(shè)計及抗爆性能分析.pdf

1、目前,礦用救生艙關(guān)鍵技術(shù)研究已經(jīng)成為國內(nèi)外專家學(xué)者熱點關(guān)注的工程科學(xué)問題。如何保證救生艙艙體抗爆性能則是重中之重的問題,也是設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)建立的理論依據(jù)和基本原則。雖然國外在救生艙艙體設(shè)計方面已經(jīng)有成功應(yīng)用的案例,但我國煤礦井下環(huán)境具有自身特點,進口救生艙艙體價格比較昂貴,所以我國救生艙艙體的自主研發(fā)就具有重要意義。但是救生艙艙體研究方面缺乏一定的設(shè)計理論依據(jù)和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),使得整個開發(fā)過程需要進行設(shè)計-數(shù)值模擬試驗-物理模擬試驗-修改設(shè)計多次反

2、復(fù)探索,造成救生艙艙體研發(fā)周期長、成本高、危險性大。因此,本文在對國內(nèi)外救生艙艙體形狀及結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計出適合我國煤礦井下實際環(huán)境需求的救生艙艙體,并利用有限元ANSYS軟件對設(shè)計的救生艙艙體進行數(shù)值模擬計算及抗爆性能對比分析,最終得到最優(yōu)的救生艙艙體結(jié)構(gòu),為較高抗爆性能和低成本的救生艙艙體研發(fā)提供一定的理論依據(jù)。主要的研究內(nèi)容如下:
　　(1)在對目前國內(nèi)外礦用救生艙艙體研究現(xiàn)狀、艙體形狀結(jié)構(gòu)及有限元數(shù)值模擬方法分析基礎(chǔ)上

3、,建立符合我國煤礦瓦斯爆炸實際情況的救生艙艙體抗爆性能數(shù)值模擬計算方案,包括救生艙艙體幾何模型、材料模型、單元類型、載荷大小及施加方式;
　　(2)根據(jù)國內(nèi)外各種形狀救生艙艙體抗爆性能及其適用性,對方形和拱形兩種形狀救生艙艙體進行初步設(shè)計和數(shù)值模擬計算,得到應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律,并進行抗爆性能安全性對比分析,得出在同等參數(shù)條件下方形救生艙艙體具有較好的抗爆性能;
　　(3)針對目前救生艙艙體逃生窗放置在艙體中間部位造成有毒氣體進

4、入生存艙的問題,以及瓦斯爆炸對救生艙艙體整體抗爆性能、救生艙逃生窗抗爆性能和逃生線路產(chǎn)生影響等問題,本文基于方形救生艙艙體形狀對逃生窗分別在救生艙過渡艙、生存艙中部、生存艙后部等幾種救生艙艙體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計,并利用ANSYS軟件對設(shè)計的幾種救生艙艙體結(jié)構(gòu)進行數(shù)值模擬計算及抗爆性能安全性分析,通過對比數(shù)值模擬分析結(jié)果得到最優(yōu)的救生艙艙體結(jié)構(gòu);
　　(4)對確定的最優(yōu)救生艙艙體結(jié)構(gòu)進行不同沖擊載荷及不同參數(shù)下的數(shù)值模擬計算及抗爆性能安全