矿用安全舱的结构分析与仿真优化研究

发布时间：2022-01-24 02:31

　　矿用安全舱主要针对瓦斯煤尘爆炸的过程中,为矿井工作人员提供安全避难的场所,其舱体结构防爆能力的检测将是安全舱研发工作的重中之重。本文主要以矿用安全舱在爆轰波冲击载荷作用下的强度与刚度校核问题进行有限元分析为主旨,并针对有限元分析结果采取CAE结构优化对舱体进行结构改进,从而改善其安全舱的防爆性能。本文首先研究了矿用安全舱的防护系统、仿真分析等相关理论。其次建立了安全舱的有限元模型。最后运用Hyperworks分析软件对其矿用安全舱进行有限元分析,得出矿用安全舱的舱体整体和舱体骨架的应力、应变分布图,并给出最大应力应变的时间变化曲线,运用材料力学强度理论和矿用安全舱判别失效标准对其进行分析校核,针对其舱体的应力过大的部位进行仿真优化处理。此外为了提高舱体单元的刚度,本文借助计算机结构优化相关理论,基于一阶模态分析对该模型进行形状优化,只改变其形状,不改变其厚度参数,质量不变,从而提高模型的固有频率和刚度。优化后,采取再次加载求解,对优化前后进行对比分析,为改进设计提供了帮助。 

【文章来源】：长春理工大学吉林省

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究状况
    1.3 研究意义
    1.4 研究目的
    1.5 主要研究内容
第二章 矿用安全舱结构分析及理论基础
    2.1 矿用安全舱的结构系统
    2.2 矿用安全舱有限元分析理论
    2.3 瓦斯煤尘爆炸数值计算
    2.4 本章小结
第三章 矿用安全舱结构设计及有限元建模
    3.1 矿用安全舱的结构设计及几何建模
    3.2 矿用安全舱有限元模型设计
    3.3 矿用安全舱约束加载与求解
    3.4 本章小结
第四章 矿用安全舱结构仿真及优化
    4.1 矿用安全舱分析准则
    4.2 矿用安全舱强度刚度分析
    4.3 矿用安全舱整体结构优化
    4.4 安全舱舱体单元结构优化
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 全文总结
    5.2 前景展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
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本文编号：3605660