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立井防爆门双角钢筋肋的强度分析

ca88亚洲城:2018-04-15 18:51
强度分析

       矿井通风是维持矿井正常工作的前提,因此,通风机持续工作就是井下工作人员的保证,不容许出任何纸漏。防爆门就是为了保障通风机正常、稳定工作而设立的一道安全保障措施。如何使防爆门更加安全、稳定地满足其使用功能,对其进行强度分析和校核就显得尤为必要。
       钢板、用下,如图所示,防爆门承受矿井负压、防爆盖等的重力以及重锤块的拉力自由搁置在基础上。正常工况下,自身圆顶,在三力作防爆门自由放置在土建基础上,当井下有瓦斯爆炸产生冲击气流时,防爆门弹起,起到降低气压的作用,保护风机不被冲坏;在需要返风时,搬动返风压板,压紧防爆门即可。防爆门整体的三维模型如图所示,防爆门主体锥壳的模型如图所示。风压和锥壳钢板重力压在双角钢形成的筋肋上,因此,对双角钢形成的筋肋强度进行分析尤为重要。把钢板质量,风压加载到双角钢筋肋上,通过强度分析,推导出角钢强度;并对双角钢筋肋进行基于ANSYS的静力学仿真,强度分析结果验证了分析方法的正确性。
       由图可知,因重物和负压方向均垂直向下且均匀分布,通过简化把施加在钢板上的负压和钢板自身的质量施加到双角钢上,再通过对双角钢的强度分式中:Po为矿井负风压,Po=3432Pa;m为钢板质量,m=308.32kg;G为钢板重力,G=3021.5N;P为向下的压强。重力和负压的方向均为垂直向下且均匀分布。l为双角钢的长度,l=4.348m;S为钢板面积,S=67.827m2;ab为两点的直线距离,ab=0.28m;cd为两点的直线距离,cd=3.85m。考虑到重力和负压均为垂直向下且均布载荷,因此应把两个力叠加起来考虑,换算成对钢板的垂直向下的载荷,即P=3358Pa。由图可知,取出其中的两片钢板作为分析单元,并在钢板面上施加垂直向下的均布载荷。通过把面压转化到线压分析校核,即转到肋板上进行校核。
       将UG建好的模型以PARASOLID的格式保存,并导入到ANSYS中,对其进行有限元网格划分。为了减小计算量,在进行有限元网格划分且不影响精度的前提下,为了简化模型,可将一些倒角和螺纹孔忽略不计。该轴材质采用Q235A,弹性模量E=2.12xe5 Pa,泊松比f=0.288;单元类型采用Solid185,采用6级精度进行网格划分。在面上施加压力载荷,在双角钢两端加载全方位约束。如图所示,其双角钢的等效应力最大值为48.2MPa,且在中间等效应力较大,两边由于施加约束的关系,应力会相对集中,但其最大值比材料的许用应力小很多,满足工程需要。
       (1)通过力学推导,而不是采用陈旧的经验公式对防爆门进行力学强度计算和校核;(2)基于ANSYS的静力学分析和计算方法的比较,使得结论更加有说服力;(3)可以为矿井通用化设计提供良好的理论基础,为提高工程质量、缩短工程时间提供理论依据。

 

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