矿用救生舱抗爆炸TNT当量与冲击载荷研究

研究设置有救生舱的井下巷道中瓦斯爆炸的TNT当量,冲击波的传播特性,以及对舱体的冲击载荷。利用显式动力学分析软件LS-Dyna,通过一点多物质ALE流固耦合算法模拟得到爆炸冲击波的传播过程。当冲击波由救生舱前端传至后端并衰减至其峰值载荷的10%时,确定了舱体所受载荷达到规范要求时瓦斯的TNT当量;并得到了舱体各部位的实际载荷曲线,为计算救生舱抗冲击动态响应时载荷施加以及优化设计提供了依据。     

防水型救生舱防护结构研究

参考潜艇结构设计方法,对耐水压150米的防水型救生舱环肋圆柱壳耐压结构的进行了研究,获得了壳板厚度、肋骨型材、肋骨间距和肋骨型号关键参数对耐压外壳所受关键应力和稳定性的影响。通过对外压容器的补强方式的比较和分析,确定了防水型救生舱舱门和观察窗开孔补强的方式方法和面积。通过数值模拟对舱段耐压结构的多种影响因素进行模拟计算,完成了整舱承压性能的应力应变模拟分析。结果表明,所设计防水型救生舱在2.25 MPa的外压下,舱体所受最大应力为100 MPa~300 MPa,整体形变最大值出现在舱尾椭圆封头的最中心,大小为6.1 mm。救生舱整体结构合理,对于防水型救生舱结构设计提供给了依据。     

基于ANSYS Workbench的救生舱舱体优化分析

目前对救生舱舱体参数的设计大多还是根据设计人员的经验来确定的,这种设计方法往往效率低下,不能适应新的要求。利用基于ANSYS Workbench（AWE）的协同设计方法,可以有效缩短设计周期,降低设计成本,提高救生舱的可靠性和经济性。以方形救生舱舱体为例,通过Pro/E与AWE的协同优化功能对其结构参数进行仿真分析,并与之前的经验设计参数比较,得到最优设计点。     

煤矿井下移动救生舱的发展现状及趋势

救生舱可为矿工在灾变环境下提供稳定可靠、保障齐全的维生空间,把灾害的损失降到较低水平.对比分析国外矿业发达国家和中国在救生舱领域发展状况,提出适合我国煤矿生产特点的救生舱研发思路.对煤矿井下移动救生舱进行了分类,并从实用性、人机可靠性、经济性等角度探讨了救生舱的外形和功能指标.结合美国凯特、斯塔特和澳大利亚迈安科美国分公司生产的救生舱产品及国内20余家单位研究的产品分析,对煤矿井下移动救生舱的结构与功能参数进行了研究.     

活塞隔热性能有限元分析及试验验证

采用有限元计算方法和试验验证相结合对某复合隔热结构活塞的隔热性能进行了研究.首先基于性能仿真计算及经验公式确定了活塞换热边界条件,然后利用有限元热分析方法得到了该活塞的温度场及热流分配模型,并探讨了复合隔热结构活塞热流分配模型发生变化的原因.最后通过复合隔热结构活塞温度场模拟试验对活塞的隔热性能进行了试验验证.研究结果表明,隔热垫、气隙等隔热结构提高了活塞的热、机载荷承载能力,活塞隔热度超过了60%;复合隔热结构活塞温度场模拟试验结果与有限元计算结果之间误差在5%以内,说明有限元计算结果具有很高的工程参考价值.      

井下气液分离器的数值研究

应用雷诺应力模型,对用于井下气液分离器进行了数值模拟.在数值模拟与室内试验结果的对比分析的基础上确定了井下分离器结构.通过现场试验表明所选用的湍流模型和算法是可行的,这为井下分离器的结构优化设计提供了参考.     

爆炸冲击下煤矿救生舱抗爆能力有限元分析

目前对救生舱的结构安全性能爆炸测试还较困难,借助有限元分析方法可以降低爆炸冲击实验成本并达到结构安全性分析的目的.基于弹塑性有限元理论和LS-DYNA软件对不同爆炸冲击条件下某型号救生舱结构的变形和应力分布进行了有限元分析.分析结果表明:相同冲击载荷条件下侧面比正面受的变形和应力大;加强筋和外层钢板的等效应力较大,容易产生失效.当冲击载荷为1.5MPa时,舱体整体基本处于弹性变形状态;当冲击载荷为2.0MPa时,侧面的最大等效应力约为283MPa,此时加强筋将发生微小的塑性变形,但等效应力远小于抗拉强度.     

常规套管井筒隔热技术研究

目前各国稠油主要采用注蒸汽的热采方式,即向地下油层内注入高温高压蒸汽。注汽过程中的能量损失,特别是井筒中的能量损失,直接影响热采效果。采用一定技术手段保证井筒隔热效果,对保持稠油热采效率起重要作用。提出了注汽施工中存在的一些问题。为了解决这些问题,提出油管接箍隔热扶正技术、井下热胀补偿器隔热保护技术、长效汽驱用热采封隔技术和二次封固技术相结合的改进技术,以提高隔热油管井筒隔热性能和使用寿命,保证稠油热采效果。并通过试验验证了该方法的可行性。     

安徽传统民居夏季室内热环境模拟

设计适应地方气候的建筑结构有利于节能和环保。为研究安徽传统民居对自然条件的适应性,在实测分析的基础上,采用建筑环境模拟软件DeST对室内热环境进行了数值模拟分析。将实测数据,如室外气温、太阳辐射强度、围护结构热物性参数和房间内扰模式等作为已知边界条件,通过对不同自然通风模式的室内热状况进行模拟比较,拟合出了与实测情况相符的自然通风模式。验证了:采用热惯性小、隔热作用好的围护结构和双坡屋顶结构减少建筑的太阳辐射得热对改善室内热环境所起的作用。     

111小时,他们"成功获救"!——湖南煤矿安全装备公司制造矿用可移动救生舱领先国内水平

1月10日17时34分,一场模拟矿井灾害环境真人避险试验在湖南煤矿安全装备有限公司进行。"指挥部吗?我们井下发生了瓦斯爆炸事故!有10名‘矿工’被困井下!现在井下电源全部中断,矿井内布满瓦斯,井下温度达55摄氏度!""指挥部,一切正常!我们10名矿工已经全部进入救生舱!等待救援!"由于这次"瓦斯爆炸事故"十分严重,救援工作持续了111小时。1月15日8时34分,当救援小队打开救生舱门时,10名"被困矿工"与闻讯赶来的家人紧紧抱在了一起。     

基于虚拟方法的混响箱设计及实验验证

混响箱常用于材料隔声、吸声实验研究中,因此混响箱的设计对于实验的可靠性有着重要影响.混响箱的传统设计都是基于混响声场特性,其效率较低,可靠性也较差.为此,设计了一种复合结构的混响箱模型,通过统计能量分析(SEA)法对复合结构的隔声特性进行了仿真分析,用边界元方法(BEM)模拟混响箱内的声场分布,依据仿真结果对模型进行优化,最终获得具有足够隔声量和均匀声场的混响箱模型.对基于仿真模型制作的混响箱进行隔声实验,结果表明,在400,Hz以上频率范围内,混响箱的隔声量高于50,dB;混响箱内不同位置的声压级相差不超过3.5,dB.镁合金板的隔声实验结果与质量定律及统计能量分析所得结果吻合良好.可见,采用复合结构箱体能实现良好的隔声效果,借助于统计能量法和边界元方法对混响箱进行设计是行之有效的.     

井下避难硐室温湿度分布及耦合机理研究

为提高避险人员的生存舒适品质,建立基于密闭小空间的载人试验,对人体热舒适的温湿度耦合影响进行了定量分析和研究,验证了避难硐室配置制冷除湿装置的必要性,并对硐室内温湿度的主要扰动源进行分析和计算.采用CFD技术,构建了氧气瓶供氧时的避难硐室三维模型.模拟结果表明:无空调时避难硐室温湿度在9h内能达到33℃,90%,即人体闷热的环境条件;通过制冷除湿装置能有效地将其控制在30℃,83%以下.通过现场载人试验,验证了数值模拟的可靠性,并得硐室内温度达到28℃时,相对湿度应控制在80%以下.为避险设施设计提供指导性依据.     

避难硐室涡流管实验及数值模拟

基于有关文献规定避难硐室可以采用专用压风管路制冷的要求,分析了避难硐室涡流管的制冷原理,建立了涡流管模型。进行了仿真和分析,得出了涡流管不同压力下温度分布云图;并搭建了涡流管实验台,对涡流管的制冷性能进行了实验,得出了相关实验数据。最后对仿真结果和实验结果进行了对比,为进一步将涡流管用于避难硐室的制冷系统提供了依据。     

附加式屋顶通风结构二维简化传热分析

降低建筑能耗对于发展低碳建筑至关重要,屋顶的热量得失对建筑能耗的影响不容忽视。基于屋顶通风隔热结构,本文提出并介绍附加式屋顶通风隔热结构的隔热原理,分析其传热过程,采用数值模拟的方式,以当量热阻的概念来研究该通风结构的热工特性变化规律。结果表明,在稳态条件下,对于确定的附加式屋顶通风结构,通风腔当量热阻与太阳辐射强度、室外空气温度存在指数关系;在同一室外空气温度下,通风腔当量热阻存在最大值;其当量热阻最大值与隔热材料表面发射率倒数、室外空气温度及材料热阻比值呈线性关系;运用得到的计算关系对附加式屋顶通风结构在不同地区的热工特性进行了分析。     

新型高效双管式石英炉膛的设计

设计了一种新型双管式石英炉膛,它由石英管与玻璃磨口阀、三通三支真空活塞及石英过滤片连接组成,且连接处用耐高温真空脂密封缝隙。这种新型石英双管炉膛管结构简单,体积精巧,拆洗方便;不仅减少了不锈钢材的用量,而且降低了制作成本;同时控温系统采用现代化多段智能程序温度控制仪,稳定性好,可快速升降温度;又因与外壁炉膛双层保温,使散热损失缩小;在烧结使用中,更换样品时既方便又快捷,效率高而且更实用,运行安全性能更好。     

中温炉中新型石英管式炉膛的设计

普遍使用的管式炉,炉膛、多数采用石英管或者刚玉管与不锈钢材质法兰再加耐高温垫圈连接组成。文中所设计的管式炉炉膛结构是由石英管与玻璃活塞连接组成,连接处用耐高温真空脂密封,优点是炉膛结构简单,易拆卸、清洗方便;炉膛不仅减少了不锈钢材的用量,而且降低了制作成本;控温系统采用现代化多段智能程序温度控制仪控制,稳定性好,可快速升降温度;而该炉膛还可以放入其他常用的炉膛中使用,又因与外壁炉膛双层保温,使散热损失缩小;在烧结使用中,更换样品时既方便、快捷,又效率高,而且更实用,运行安全性能更好。     

地震避难场所的规划建设和城市防灾

本文分析了国内外城市应急避难场所的建设情况,阐述了应急避难场所建设的必要性及其在地震防灾减灾中的重要作用。结合国内外的建设经验和我国国情,对应急避难场所的规划和消防部队参与地震防灾减灾工作等内容进行了探讨,对加强我国城市地震防灾减灾有一定的指导意义。