新型三軸高強井壁實驗加載裝置的研制.pdf

1、鉆井技術(shù)在煤礦行業(yè)的不斷進步下也不斷地創(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話題。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，需要借助三軸高強井壁實驗加載裝置來進行模擬實驗。三軸高強井壁實驗加載裝置是通過模擬地下井壁受力變化時的各種力學(xué)性能，借助計算機程序?qū)ζ溥M行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。
　　本文通過分析本校實驗室原有三軸實驗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的新型三軸高強井壁

2、實驗加載裝置。通過對井壁模型試驗加載的原理，結(jié)合原有加載裝置的構(gòu)成，設(shè)計出了新型三軸高強井壁實驗加載裝置。該裝置能模擬井壁與地下土壤的接觸受力情況，因此新型三軸高強井壁實驗加載裝置的研發(fā)為煤礦工程井壁結(jié)構(gòu)力學(xué)模型實驗的加載方法開拓了一種新的思維。
　　本文研究主要從以下三個方面進行:
　　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)出的公式對加載裝置的厚壁圓筒壁厚進行了計算;而上下圓端蓋厚度是通過《過程設(shè)備設(shè)計》

3、中周邊固支的圓平板理論計算的;螺釘型號數(shù)量則是參考《機械設(shè)計手冊》進行計算驗證的。
　　其次就理論計算得出的圓筒尺寸利用ANSYS有限元軟件對其選用Solid45單元進行建模分析，在60MPa壓力下厚壁圓筒能滿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)象對厚壁圓筒中部進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行了相關(guān)闡述。
　　通過本次研究發(fā)現(xiàn)壁厚為72mm、上下平端蓋85m