新型三軸高強(qiáng)井壁實(shí)驗(yàn)加載裝置的研制.pdf

1、鉆井技術(shù)在煤礦行業(yè)的不斷進(jìn)步下也不斷地創(chuàng)新和發(fā)展，其中井壁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性一直是科研人員探討的熱門(mén)話(huà)題。為了研究井壁結(jié)構(gòu)與土層及地下水之間相互作用的力學(xué)性能，需要借助三軸高強(qiáng)井壁實(shí)驗(yàn)加載裝置來(lái)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。三軸高強(qiáng)井壁實(shí)驗(yàn)加載裝置是通過(guò)模擬地下井壁受力變化時(shí)的各種力學(xué)性能，借助計(jì)算機(jī)程序?qū)ζ溥M(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。
　　本文通過(guò)分析本校實(shí)驗(yàn)室原有三軸實(shí)驗(yàn)加載裝置存在的缺陷—承載力(40MPa)的不足，提出研發(fā)承載力為60MPa的新型三軸高強(qiáng)井壁

2、實(shí)驗(yàn)加載裝置。通過(guò)對(duì)井壁模型試驗(yàn)加載的原理，結(jié)合原有加載裝置的構(gòu)成，設(shè)計(jì)出了新型三軸高強(qiáng)井壁實(shí)驗(yàn)加載裝置。該裝置能模擬井壁與地下土壤的接觸受力情況，因此新型三軸高強(qiáng)井壁實(shí)驗(yàn)加載裝置的研發(fā)為煤礦工程井壁結(jié)構(gòu)力學(xué)模型實(shí)驗(yàn)的加載方法開(kāi)拓了一種新的思維。
　　本文研究主要從以下三個(gè)方面進(jìn)行:
　　首先介紹了《材料力學(xué)》中厚壁圓筒的彈性理論分析，利用推導(dǎo)出的公式對(duì)加載裝置的厚壁圓筒壁厚進(jìn)行了計(jì)算;而上下圓端蓋厚度是通過(guò)《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》

3、中周邊固支的圓平板理論計(jì)算的;螺釘型號(hào)數(shù)量則是參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證的。
　　其次就理論計(jì)算得出的圓筒尺寸利用ANSYS有限元軟件對(duì)其選用Solid45單元進(jìn)行建模分析，在60MPa壓力下厚壁圓筒能滿(mǎn)足承載力的要求但是圓筒中部出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，為了改善此現(xiàn)象對(duì)厚壁圓筒中部進(jìn)行加肋處理并得出加肋的高度和厚度。
　　最后從加載裝置的鑄造工藝方面進(jìn)行了相關(guān)闡述。
　　通過(guò)本次研究發(fā)現(xiàn)壁厚為72mm、上下平端蓋85m