Оценка параметров гидростоек механизированных крепей методом конечных элементов

• Автор: Воеводин, Владимир Васильевич
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 165 с. : ил.

1 АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ГИДРОСТОЕК МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КРЕПЕЙ

1.1 Современное состояние и условия добычи угля в Кузбассе

1.2 Выбор и характеристика объекта исследований

1.3 Обзор методов расчета гидростоек механизированных крепей на раздвижность, прочность, устойчивость, податливость и процессов, протекающих в них при динамических нагружениях

1.4 Анализ методов расчета гидростоек механизированных крепей

2 ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЧИСЛЕННОГО МЕТОДА КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. КРИТЕРИИ ДЛЯ ОЦЕНКИ КОНСТРУКЦИЙ ГИДРОСТОЕК

2.1 Обоснование численного метода для оценки параметров шахтных гидростоек

2.2 Теоретические основы формирования математических моделей методом конечных элементов
2.3 Сравнительный анализ различных типов конечных элементов с результатами теоретических исследований

2.4 Обоснование плотности конечно-элементной сетки моделей

2.5 Оценка размерности конечно-элементной модели

2.6 Разработка критериев для оценки конструкций гидростоек
2.7 Выводы

3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ГИДРОСТОЕК НА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ЦИЛИНДРОВ
ЗЛ Разработка параметрической модели цилиндра гидростойки для проведения прочностного анализа
3.2 Исследование влияния рабочих параметров гидростоек на напряженно-деформированное состояние их цилиндров
3.3 Исследование влияния геометрических параметров гидростоек
на напряженно-деформированное состояние их цилиндров
3.4 Обоснование рациональных геометрических параметров цилиндров гидростоек
3.5 Выводы
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ГИДРОСТОЕК НА ЧАСТОТЫ СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ ЦИЛИНДРОВ
4.1 Разработка модели для определения частот собственных колебаний цилиндров гидростоек
4.2 Исследование влияния рабочих параметров на частоты собственных колебаний
4.3 Исследование влияния геометрических параметров на частоты собственных колебаний
4.4 Выводы
5 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ГИДРОСТОЕК НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ
5.1 Разработка модели для оценки герметичности гидростойки
5.2 Исследование влияния угла установки гидростойки на ее герметичность

5.3 Разработка стержневой модели и исследование влияния параметров гидростойки на ее упругую устойчивость
5.4 Разработка модели гидростойки для расчета на устойчивость с учетом нелинейных свойств материала, конструктивных особенностей, давления рабочей жидкости и угла установки в механизированной крепи
5.5 Выводы
6 ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ РАЗЛИЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ГИДРОСТОЕК
6.1. Определение параметров гидростойки механизированной крепи ОКП70
6.2. Определение параметров гидростойки механизированной крепи ОКП70 с защитным цилиндром
6.3. Определение параметров гидростойки механизированной крепи ОКП70 с двухслойным цилиндром
6.4. Сравнительная оценка параметров конструкций гидростоек с обычным, с защитным и двухслойным цилиндрами
6.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы.

все теоретические расчеты деформаций и напряжений цилиндров не учитывают краевых эффектов, связанных, например, с наличием дна.
Первоначально была построена двумерная осесимметричная конечноэлементная модель (рис. 2.3.2, а). Толщина стенки трубы была принята равной толщине стенки цилиндра гидростойки 1М130 и численно равнялась 0,0225 м. По толщине стенки моделируемой трубы было создано 3 конечных элемента, а по оси - 5. Для полного подобия трехмерную модель получали вращением двумерной осесимметричной модели на 360 градусов (рис. 2.3.2, б).
а б
Рис. 2.3.2. Конечно-элементные модели трубы: а) двумерная осесимметричная; б) трехмерная
Затем на каждый узел верхних и нижних поверхностей цилиндра накладывалось ограничение на перемещение в осевом направлении (рис. 2.3.3). Этим имитировался бесконечно длинный цилиндр. Далее прикладывалось давление к внутренней поверхности модели, численно равное 50-106 Па, после чего проводился расчет.
Результаты расчетов (эквивалентные напряжения ст и радиальные деформации <311), полученные аналитическим способом и с помощью метода конечных элементов, сведены в таблицу 2.3.1.