双辊铸轧1100铝合金铸嘴结构的优化设计

采用ANSYS FLUENT对双辊铸轧1100铝合金Hunter式铸嘴进行有限元模拟,研究铸嘴型腔结构对铝熔体流热场的影响,并对铸嘴结构进行改进边部挡块、增加主分流块尺寸以及增加圆角的模拟优化设计及实验验证。研究结果表明：在660℃-700℃温度范围内铝熔体粘度η与温度T的数学关系式为η=4.7892×10-3exp(3959.4208/T)。优化前铸嘴型腔内铝熔体流速、温度分布不均匀,且分流块间隙存在低温涡流区。采取四分之一椭圆边部挡块代替原有三角边部挡块,主分流块尺寸由140mm增加至160mm以及主分流块采取15°圆角,可使铸嘴型腔出口处铝熔体速度和温度波动范围显著缩小,提高铸嘴型腔出口处铝熔体流热场的均匀性。实验验证了铸嘴结构优化设计的可行性。     

铝铸轧铸嘴型腔的计算机仿真设计

采用一个k-e低雷诺数紊流模型建立铸嘴型腔三维流动与传热的数学模型,通过对分流块几何尺寸、数目、形状影响铸嘴型腔熔体出口速度和温度的计算机仿真,得知分流块几何尺寸减小可以明显降低铸嘴型腔出口处熔体速度相对误差,使熔体温度沿铸嘴宽度方向分布更均匀。因此,在保证铸嘴结构刚度的前提下,应尽量延长型腔长度以及减小分流块尺寸。     

煤矿巷道开槽机械臂构型设计及运动学特性分析

针对现有开槽机的不足,基于井下开槽作业需求,设计开发了大折展比开槽机械臂构型,并建立了其运动学分析模型,分析得出所开发的机械臂最大作业高度为4 280 mm,最大作业深度为2 706 mm,最大作业宽度为4 212.5 mm。将其应用于开槽机,在一次定位开全槽的要求下,适应最小巷道高度为3 000 mm;适应最小巷道宽度为4 200 mm,此时可适应最大巷道高度为5 039 mm;适应最大巷道宽度为5 400 mm,此时可适应最大巷道高度为4 500 mm,可覆盖70%以上的巷道断面尺寸。     

浮选机叶轮工作参数对气泡尺寸分布特征的影响

气泡尺寸是衡量浮选动力学过程及其分选效果的重要依据。叶轮工作参数在根本上决定着流体通道大小和流体特性，进而影响气泡弥散和颗粒悬浮。本研究采用高速摄像机对KYF型浮选机内的气泡进行拍摄和尺寸分析，系统考查叶轮直径、叶轮离底间隙、叶轮转速3个因素两两交互对气泡尺寸分布特征的影响。结果表明，增大叶轮直径、缩小叶轮离底间隙、提高叶轮转速均可使气泡尺寸减小，同时也能改善气泡尺寸分布的均匀性；叶轮直径及离底间隙两个结构参数与叶轮转速之间具有显著的协同交互作用，在较低和中等叶轮转速下，叶轮结构参数对气泡尺寸特征的调控作用更为明显，叶轮转速则是在较小的叶轮直径和较大的叶轮离底间隙下影响更为显著；两个叶轮结构参数相比，叶轮直径对气泡尺寸的调控效应比叶轮离底间隙更显著，同时二者也有一定的交互作用，叶轮直径越大，叶轮离底间隙对气泡尺寸均匀性的影响越明显。研究结果可为浮选机内叶轮尺寸的选择和安装操作参数选取提供依据。     

WPZ-45/600L型巷道修复机工作臂设计

根据修复巷道的断面尺寸,确定了巷道修复机工作臂的最大挖掘高度、深度及挖掘距离,并对工作臂油缸及回转减速机进行了选型及参数校核计算。根据工作臂在最大挖掘工况下的受力情况,对动臂、斗杆进行了有限元分析,分析结果表明工作臂结构强度满足要求。     

配合间隙对液压重载机械臂定位精度的影响

以多体动力学软件ADAMS的六自由度分力为基础,通过建立双边接触函数,以伸缩式液压重载机械臂为目标对象,对各臂节间的配合间隙与机械臂定位精度的关系进行了研究.首先,对简化后的机械臂模型进行了几何分析,确定了双边接触函数中的限位方程,并建立了完整的双边接触函数.然后,将简化后的机械臂模型和双边接触函数导入ADAMS,通过...     

电机浸漆干燥炉节能优化改造

电机浸漆质量的好坏直接影响其在使用中的绝缘强度、散热以及防振的效果,而电机浸漆干燥炉作为浸漆的关键设备,对干燥炉的温度均匀、控制系统的可靠要求就非常高。因此,西山煤电集团公司机电厂对原电机干燥炉保温性能差等缺点进行了节能优化改造,降低了电炉功率,达到了烘干、保温效果,保证了电机浸漆的质量。     

关节臂式三坐标测量机在特殊尺寸测量中的应用

针对机械产品中特殊尺寸的产品测量难以精确测量的技术问题,介绍了关节臂式三坐标测量机的结构原理,比较了三坐标测量与常规测量的区别。以超量程尺寸、异面直线的距离尺寸、跨过障碍物的尺寸等特殊尺寸为例,应用关节臂式坐标测量机对其进行了精确测量,体现了关节臂式坐标测量机测量精度高、适用范围广、效率高的优点,可解决特殊尺寸测量的问题。     

井下排爆机器人机械臂运动学及工作空间的分析

工作空间是衡量机器人工作能力的一个重要运动学指标。采用蒙特卡洛法和定步距角步长法分析井下排爆机器人机械臂的工作空间。给出了机械臂的基本结构,并对其运动模型进行简化;对机械臂进行了运动学分析;采用蒙特卡洛法和定步距角步长法分析该机械臂的工作空间,给出了机械臂末端的工作空间点云图。结果表明,排爆机械手工作空间内部工作点密集且分布均匀,能够满足作业要求。蒙特卡洛法求解速度快,能够简单而又形象地描绘出机械手的工作空间。     

多用途翻车机系统研究

文章阐述了一种多用途翻车机,其中定位车采用了双臂定位车,能够同时翻卸C64摘钩车和C70旋转钩车,为世界首创。同时对原系统翻卸C64时的俯仰臂进行了改造,对原系统的推车机钩头结构进行了改造,并对控制程序进行了大量的优化。大大提高了翻车机的适应能力和作业效率。     

楼房拆除爆破缺口宽度问题的研究

在砖砌结构的楼房拆除爆破工程中,适当减少缺口尺寸,可以降低钻爆工程量和简化起爆网络。本文通过力学分析和数值计算,讨论减小缺口宽度的可能性。分析结果表明缺口大于楼房宽度80％即可实现倒塌。最后将分析结果与实例进行了比较。     

多夹层盐穴储气库群间矿柱稳定性研究

以某拟建多夹层盐穴储气库为工程背景,利用FLAC^3D建立了拟建盐穴储气库有限元计算模型,讨论了矿柱宽度、内压、埋深、蠕变时间和相邻盐穴内压差等参数对盐穴储气库间矿柱受力和变形影响规律,分析了在注采气时间同步和不同步工况下矿柱的稳定性。计算结果表明：矿柱中的应力随着埋深和相邻盐穴压差的增加而增加,随着矿柱宽度、内压和蠕变时间的增加而降低,但内压影响不显著;蠕变使得矿柱中应力逐渐变均匀,5 a以后影响不显著;内压差在蠕变过程中使得矿柱的蠕变位移大幅增加;注采气时间不同步模式对矿柱稳定不利,尤其当矿柱宽度较小时更为显著。建议盐穴储气库间矿柱宽度取2~3倍盐穴直径,相邻盐穴间矿柱宽度较小时,尽量不采用注采气时间不同步模式运行。     

超细石英粉/LDPE复合材料的力学性能研究

以贵州贵定县粉石英为填料矿物，系统研究了三种改性剂对超细石英粉／LDPE复合材料力学性能的影响，并把其性能和同样填充量下活性钙／LDPE复合材料的力学性能进行对比，得出WD-70改性的粉石英填充LDPE后其力学性能普遍优于活性钙填料，其某些性能例如抗拉强度、断裂强度、硬度都优于纯LDPE，改性的粉石英对PE具有补强作用。     

对“基于薄板理论的采场覆岩关键层的判别方法”的商榷

就工作面宽度与关键层位置判别的关系以及基于薄板模型的关键层判别方法存在的局限性进行了研究。结果表明:一般情况下,各硬岩层的破断顺序是由各硬岩层步距准数所决定的,与工作面宽度无关,因此无论是采用梁模型还是薄板模型对关键层位置的判别结果没有影响;上覆硬岩层几何尺寸并不一定能符合薄板的定义,而且基于薄板模型的关键层判别方法需要工作面宽度才能进行计算,如果工作面宽度小于上覆硬岩层的步距准数,硬岩层将稳定不破断,就无法得到硬岩层的破断距,也就无法通过比较硬岩层破断顺序来确定关键层位置。     

煤炭切削力学模型的研究

从断裂力学的理论出发，建立了刀县切削破煤的基本力学模型。分析表明，刀具的切削阻力与其切削厚度的关系并非线性关系。这一结论与Ｏ＇Ｄｏｇｈｅｒｔｙ早期实验所得出的结论基本一致，并且作者从理论上给出了切削阻抗的新定义。     

腐蚀环境板岩贯通裂隙渗透特性变化规律

针对板岩裂隙渗流特性受水化学腐蚀影响规律尚不明确的现状,以大连地区的板岩为研究对象,开展了板岩贯通裂隙受水化学溶液(NaCl,HCl,NaOH)腐蚀的渗透特性试验研究。首先通过对浸泡贯通裂隙试件的SEM扫描和浸泡溶液PH值对比,分析了水-岩作用对裂隙板岩微细观结构的影响机制。其次通过不同溶液、不同浸泡时间裂隙试件的渗透性试验,宏观上获得了腐蚀环境下裂隙板岩的渗透性变化规律。再次基于一系列化学反应方程式,将上述宏细观结果进行对比分析,认为裂隙板岩渗透性受水化学腐蚀影响明显,HCl,Na Cl溶液对结构面具有溶蚀作用,增大了其均值隙宽;而NaOH溶液与板岩矿物成分反应生成的稳定沉淀物质,附着、堵塞于裂隙间,使得均值隙宽减小。最后,基于试验数据建立不同溶液板岩渗透系数与浸泡时间的非线性关系,并引入裂隙渗流计算理论公式,采用FLAC~(3D)的fish语言编写板岩裂隙化学-渗流-应力耦合计算程序,计算与试验结果具有较好的一致性。     

预裂爆破成缝及参数计算原理

预裂爆破起爆在一定时差范围内，先爆孔在邻爆孔产生的预应力作用能够控制定点定向初始裂纹的生成。把被爆介质看成是连续和间断的统一体，运用爆炸力学和断裂力学理论来研究预裂爆破成缝原理，推导出预裂爆破主要参数的计算公式。     

回采巷道煤体荷载传递机理及其极限平衡区的研究

基于支承压力作用下回采巷道两帮煤体的力学模型,分析了煤体与顶底板界面应力、煤体轴力的基本分布规律,首次对煤帮水平位移进行了力学推导,建立了极限平衡区宽度新的理论计算公式,讨论了塑性条件下煤帮极限平衡区宽度的主要影响因素。结果表明：① 极限平衡区煤体的垂直应力、顶底板与煤层界面的剪应力及其水平压力均呈双曲函数分布;② 煤帮处煤体垂直应力的大小随巷道高度及顶底板与煤层界面力学参数的改变而改变,其水平位移与弹塑性界面的侧压力系数、峰值应力及煤体极限平衡区宽度成正增长关系,与煤体综合弹性模量成反比;③ 煤体极限平衡区宽度与巷道埋深、上覆岩层平均容重、煤体与顶底板界面的强度参数、应力集中系数及侧压力系数、巷道高度及煤体综合弹性模量密切相关,随巷道埋深和巷道高度的增加而增大,随煤体与顶底板界面内摩擦角和黏聚力的增加而减小。最后,通过工程实例,验证了分析结果的合理性。     

倾斜煤层底板破坏深度计算方法及主控因素敏感性分析

为研究倾斜煤层底板破坏主控因素对底板破坏深度的敏感性,根据弹性力学中的半无限体理论建立了沿煤层倾斜方向底板破坏深度求解力学模型,计算了倾斜煤层底板采动最大破坏深度。以阳城煤矿的采场条件为工程背景,基于FLAC3D数值仿真软件,按照正交试验设计方案对3306工作面底板破坏特征进行数值模拟。运用矩阵分析法以及方差分析法对模拟结果进行分析计算,确定各主控因素对底板破坏深度的敏感性。研究表明:(1)随着工作面推进距离的增大,底板最小主应力值与承压水压值越来越接近,且最小水平主应力与底板承压水压相等的区域不断扩大,底板突水危险性增加。(2)各主控因素对底板破坏深度影响的主次顺序为:工作面斜长采深黏聚力采厚煤层倾角水压内摩擦角,方差分析结果显示,各主控因素中工作面斜长对底板破坏深度的敏感度为高度显著;采深较为显著;黏聚力显著;采厚、煤层倾角、水压以及内摩擦角不显著。(3)运用矩阵分析法确定了正交模拟试验的最优方案,即按照此方案实施后底板破坏深度最小,可有效降低矿井底板突水的危险性。     

条带矿柱破裂区宽度影响因素敏感性正交方差分析

为研究矿柱破裂区宽度影响因素的敏感性,以上横山矿床V3矿体为研究对象,基于正交试验原理,选取采深、采厚、条带采宽、矿体力学参数以及矿体倾角等为主控因素,设计21个不同的模拟试验方案,根据相应的模拟试验方案建立矿床数值模型并对矿床进行模拟开采;运用FALC3D自带的fish语言编写莫尔库仑屈服接近度(YAIm-c)函数来模拟计算矿柱的破裂区宽度;对破裂区宽度模拟结果进行正交方差分析得到:采深对破裂区宽度的影响显著,条带采宽、采厚对破裂区宽度影响不显著;矿体抗拉强度对破裂区宽度的影响显著,抗拉强度、黏聚力、内摩擦角对破裂区宽度的敏感性主次顺序为抗拉强度内摩擦角黏聚力。研究结果表明:采深越大,矿柱破裂区宽度越大;矿柱破裂区宽度与抗拉强度呈反相关。研究结果对估算矿柱破裂区宽度及安全评价矿柱稳定性具有重要的工程意义。