新型可移動式礦用救生艙的設(shè)計與研究.pdf

1、本文總結(jié)了歷年來國內(nèi)外救生艙的發(fā)展現(xiàn)狀和現(xiàn)有產(chǎn)品的性能，根據(jù)相關(guān)知識提出并完成新型救生艙的設(shè)計，并通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚摲治鰧壬撨M行了計算與驗證。根據(jù)礦井下的真實環(huán)境條件，利用有限元和力學(xué)理論對救生艙結(jié)構(gòu)進行仿真模擬，包括靜力學(xué)、瞬時動力學(xué)分析以及熱防護性能的分析。運用Pro/E軟件建立參數(shù)化模型，利用HyperMesh對模型進行幾何清理和網(wǎng)格劃分，并結(jié)合ANSYS多個模塊對救生艙結(jié)構(gòu)進行了多方面的分析，為新型救生艙結(jié)構(gòu)的可靠性提供了依據(jù)。

2、主要內(nèi)容包括:
　　(1)分析現(xiàn)有救生艙的缺點和不足，利用TRIZ發(fā)明問題解決理論，提出新型救生艙的設(shè)計方案，并結(jié)合理論計算完成初步設(shè)計方案，利用ANSYSWorkbench對救生艙結(jié)構(gòu)進行靜態(tài)剛度與強度的分析。通過靜力學(xué)分析獲得了該結(jié)構(gòu)的最大等效應(yīng)力云圖、變形云圖，然后對結(jié)果進行了分析與評價，得出艙體在受0.6MPa壓力時的最大變形量發(fā)生處和最大等效應(yīng)力集中處，為后續(xù)的優(yōu)化設(shè)計中的參數(shù)設(shè)置提供依據(jù)。
　　(2)在靜力學(xué)分析

3、的基礎(chǔ)上對救生艙結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化分析。利用ANSYSWorkbench的DesignExploration模塊，分析了不同參數(shù)對救生艙結(jié)構(gòu)變形、應(yīng)力的影響，為救生艙結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計提供了基礎(chǔ)。對救生艙結(jié)構(gòu)的尺寸進行了初步優(yōu)化，并且對比了優(yōu)化前后救生艙結(jié)構(gòu)剛度和強度。
　　(3)對救生艙結(jié)構(gòu)進行抗沖擊性能分析。利用AUTODYN對礦下瓦斯爆炸對艙體的影響進行數(shù)值模擬分析，得出艙體受沖擊載荷時的壓力歷史曲線圖，并對艙體所受壓力歷史曲線進行

4、簡化，然后在此基礎(chǔ)上利用LS-DYNA對救生艙的抗沖擊動力響應(yīng)進行分析，得出艙體在受沖擊載荷時艙體和外掛殼體的最大等效應(yīng)力、變形的大小，結(jié)果表明優(yōu)化后的艙體符合抗爆要求。
　　(4)基于ANSYSWorkbench對救生艙進行熱防護性能分析。提出艙體隔熱結(jié)構(gòu)并在理論上分析了救生艙結(jié)構(gòu)的隔熱方式，然后利用TransientThermal模塊對救生艙進行106h的熱防護模擬仿真實驗，得到106h各部分隔熱性能云圖和曲線圖，對比分析了新