柱面摩擦限矩器接触特性及打滑转矩影响因素研究

为了促进柱面摩擦限矩器在刮板输送机驱动系统上的应用,应用ANSYS有限元软件建立了数值模拟模型,仿真分析了给定油腔压力作用下柱面摩擦副的接触应力分布情况,通过公式得到了打滑转矩与油腔压力的关系,探讨了油腔长度、油腔厚度、油腔内径以及接触间隙对最大接触应力与打滑转矩的影响,并通过正交试验设计,得出了各因素对最大接触应力与打滑转矩的影响显著性排序。结果表明:通过数值模拟与正交试验设计相结合的方法,获得了柱面摩擦限矩器结构参数对最大接触应力与打滑转矩的影响,为柱面摩擦限矩器的结构设计及打滑转矩预测提供了理论依据。

煤岩体水射流破碎机理

假设非均质岩体微元的弹性模量和抗压强度均服从Weibull分布,用愈渗理论推导了非均质岩体的水射流破坏准则和水射流破碎非均质岩体的门槛压力;数值模拟了水射流在非均质煤层中的连续钻孔过程;并进行了水射流的破煤实验.研究表明,在水射流作用下,煤岩体中强度较弱的一系列微元首先破坏,形成裂隙.进入裂隙空间的水射流对裂隙发生的水楔作用,使裂隙尖端产生拉应力集中,导致裂隙迅速发展和扩大,裂隙与裂隙连通后使得大块的煤岩体脱落,形成破碎坑.当水射流压力为60 MPa时,煤体破碎距离达到0.5 m以上.

三维应力作用下单一裂缝渗流规律的理论与试验研究

针对目前国内外在岩石力学学科中争议较大的关于岩体裂缝的渗透系数是否受侧向应力的影响这一焦点问题进行了深入的研究。建立了单一裂缝岩体在三维应力作用下的物理模型和严密的关系方程,推导出渗透系数计算公式,并对该公式进行了大量的三轴试验数据的验证。其简化后的仅在法向应力作用下的渗透系数计算公式,与已有的计算公式一致。分析后得出结论:裂缝侧向应力引起的裂缝侧向变形对其裂缝渗流有重要的影响,其影响规律同样是负指数规律。

水射流在煤层中水平钻孔的试验研究

分析了水射流流动结构中存在的三个射流阶段和水射流作用于煤层时所具有的撞击、冲击、水楔、气蚀、剪切等破岩机理和岩石的破坏过程。深入探讨了目前有关水射流破岩的前沿问题，提议从岩石动态破碎和水射流与岩石的相互耦合作用的角度来分析水射流的破岩过程。提出了用高压水射流在煤层中钻孔的一种新方案，即采用缠绕在辊筒上的连续钢管，将水射流钻头与高压水泵连接起来，在煤层中实施连续钻孔作业，本方案自动化程度高。可加快钻孔速度。通过试验数据分析了水射流破岩距离与射流压力的非线性关系，对钻孔煤渣做了分样分析，认为水射流钻孔产生的煤渣颗粒大于普通的钻孔煤渣。研究结果表明：水射流破岩时存在一个门限压力，水射流压力和流量与破岩效率成非线性变化的相关规律，与流量相比，射流压力对破岩作用更为重要。

裂隙岩体渗流与三维应力耦合的理论与实验研究

围绕裂隙岩体渗流与应力之间的关系问题,从理论出发,经过合理的建模和严密的推演,得出裂隙岩体渗流与三维应力的耦合方程。该方程经过了大量的三轴实验数据的验证,解决了裂隙岩体受到的侧向应力对其渗流是否有影响这一岩石力学学科中争议很大的问题。指出了裂隙侧向应力引起的裂隙侧向变形是影响裂隙岩体渗流的主要因素,其影响符合负指数规律。同时,还分析了裂隙组的渗流问题。

多管火箭武器齐射时合理射序分析

火箭地面密集度与火箭炮复杂的运动状态有关。而火箭弹的射序又决定火箭炮的振动规律。因此，射序影响火箭的地面密集度。本文对某火箭武器进行了变射序仿真，可为火箭设计提供参考。

高温高压下花岗岩中钻孔变形规律实验研究

首次运用光学原理钻孔变形观测仪对600℃以内,6000 m埋深静水应力以内花岗岩中钻孔变形规律及其稳定性条件进行了深入细致的实验研究。研究发现:①高温高压下花岗岩中钻孔变形根据温度和埋深应力不同,可分为黏弹性变形、黏弹–塑性变形及破坏3个阶段;②恒温恒压下花岗岩中钻孔变形具有明显的时效特性,随着时间的延长,钻孔孔壁位移逐渐增大,孔径缩小,钻孔蠕变变形量达到一定量后趋于稳定,钻孔并不发生破坏;③温度和加载应力对钻孔变形具有很大影响,保持岩体加载应力不变,逐渐升高温度,钻孔变形逐渐增大,直径缩小,温度保持不变,加载应力越大,钻孔孔壁变形量越大,钻孔内径就越小。

三维应力作用下单一裂缝中气体渗流规律的理论与实验研究

深入研究了三维应力作用下裂缝中气体渗流规律,得出了裂缝剪切变形同法向变形一样,对气体裂缝渗流规律有显著影响的结论,并给出了气体单一裂缝渗透系数的解析式。实验证明该式更加符合实际情况。

原位开采背景下油页岩渗透规律的研究

针对目前地面干馏油页岩技术成本高、环境污染严重的状况,提出对油页岩进行原位注蒸汽开采油气的新技术,利用该技术可实现油页岩低成本、低污染、高效率的开发新模式,成功实施可缓解我国日益紧张的能源危机,降低对进口石油的依存度。并且利用太原理工大学自行研制的MDS-200型三轴渗透实验台测定了干馏后油页岩试件在三维应力下的渗透系数,实验结果表明:在油页岩原位开发过程中,渗透系数随地层体积应力的增加而衰减,随孔隙压的升高而增大。因此,在现场原位注蒸汽工艺实施过程中,可以通过水力压裂,水力爆破和增加蒸汽注入压力的方法来提高地层的渗透性,以此提高油页岩的开发效率。

基于ANSYS/LS-DYNA的双层啮合齿轮接触有限元分析

使用UG建立双层啮合齿轮的动力学模型,通过UG与有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA的接口技术将实体模型导入ANSYS/LS-DYNA中,应用LS-DYNA对双层啮合齿轮模型进行非线性动力有限元分析,为双层啮合齿轮接触应力分析和强度校核提供了快速有效的方法,同时为含有双层啮合齿轮的齿轮系统的动态设计提供参考。

卓越计划下青年教师工程实践能力培养和提升研究

卓越工程师教育培养计划对高校青年教师的能力提出了新的要求,要求青年教师必须具备正确的政治方向、较高的专业理论水平、解决工程问题的能力和社会协调能力等。按照上述要求,青年教师工程实践能力存在着由学校到学校的先天不足、学校缺乏培养机制和激励措施、没有建立校企合作平台等问题。为提高青年教师工程实践能力,高校应改变人才引进标准、加强对现有教师的培养、建立新的考核体系、注重青年教师实践能力的自我培养。同时文章还总结了太原理工大学机械工程学院在提高青年教师工程实践能力方面的落实情况。

基于ADAMS的连续采煤机履带行走装置的仿真研究

利用UG建立连续采煤机履带行走装置的简化模型,然后将模型导入ADAM S对履带行走装置进行动力学仿真分析,从仿真曲线中得出行走部驱动轮的运动规律及驱动轮与履带板的接触力变化规律,从而为连续采煤机的产品开发提供了有价值的依据,并对其他大型机械履带行走装置的动力学仿真具有一定的参考价值。

分层一体化教学体系的构建

为提高独立学院材料力学课程的教学质量,体现独立学院这一新型高等教育形式的特色,结合独立学院的实际情况及材料力学课程教学中存在的问题,提出了"分层一体化"教学模式,并详细介绍了"分层一体化"教学模式的具体应用。

机电耦合对采煤机截割部扭矩轴负载的影响

扭矩轴是采煤机截割部的关键零件,具有缓冲和保护电机的作用,但在有些采煤机过载的情况下,扭矩轴未能及时破断,导致采煤机损坏。为了研究机电耦合对扭矩轴负载的影响,结合ANSYS和Adams建立了以扭矩轴为柔性体的截割部刚柔耦合模型,在SIMULINK中构建了截割电机模型和截割部机电耦合模型,利用LS-DYNA得到了滚筒截割煤体的负载,进行了动力学仿真,得到了考虑和不考虑机电耦合条件下扭矩轴负载的变化规律,为研究保护采煤机截割电机提供了参考。

基于CFD技术的调速型液力偶合器两相流分析方法研究

调速型液力偶合器广泛应用于重型刮板输送机的软启动,当处于部分充液状态时,工作腔内流体为复杂的气-液两相环流运动。为了对调速型液力偶合器内流场两相流分布特性进行分析,应用计算流体动力学软件CFX,对单流道流场采用混合出、入口及边界循环条件,分别基于CFX软件中的均一化和非均一化两相流动假设对20%,50%,80%充液率时的工况进行了内流场数值模拟,获得了2种两相流动假设下不同充液率及不同速比下的转矩传递特性曲线,并重点分析了采用非均一化两相流模型时的体积率的分布特性。CFD分析结果很好地实现了对工作腔内气-液两相环流在不同工况下的分布特性与转矩传递特性的预测,为调速型液力偶合器的选型与设计提供了可靠的数值计算方法与理论依据。

考虑冲击载荷的CST齿轮传动系统动力学仿真研究

齿轮传动是机械传动中普遍采用的传动方式,而冲击载荷是造成其寿命缩短的主要原因。通过建立可控软启动(CST)齿轮箱传动系统虚拟样机三维模型,利用ADAMS对齿轮传动系统进行动力学仿真,研究冲击载荷对齿轮啮合力及其频域特性的影响,获得各级传动角速度和啮合力及其频谱曲线。仿真结果与理论值相近,验证了模型的正确性。冲击载荷使得振动能量增大,对应于其啮合频率处啮合力幅值增大。研究成果为后续考虑冲击载荷作用的齿轮疲劳强度计算提供数据支持。

刮板输送机圆环链的疲劳寿命有限元分析

圆环链经过闪光对焊后弹性模量会发生改变,通过实验测得焊接处不同影响区的弹性模量后针对焊接处进行有限元分析。先在UG中建立圆环链及焊接处的模型,然后导入ANSYS中建立有限元模型并计算。最后利用FE-SAFE进行圆环链的疲劳寿命计算,并与实际断裂的圆环链进行比较分析,为以后圆环链的疲劳寿命分析和结构优化设计提供一定依据。

基于ANSYS的转载机链轮轴的失效分析

为了解忻通公司损坏的SZZ800/315顺槽用刮板转载机链轮轴的失效原因,用ANSYS对链轮轴进行有限元静力学分析,再通过失效实物与有限元分析结论比较,找出失效原因,得出易损部位和有效的预防措施,同时也为刮板转载机链轮轴的优化设计提供依据。

高压水射流割缝设备履带行走装置动力学特性分析

在高压水射流设备履带行走装置原理分析的基础上,通过有限元分析软件分别在四工况(直线行走、上坡、下坡、平地转弯)下的运行情况进行了研究。得到各种工况下,履带的转矩以及运行速度曲线,理论与计算值相符,验证了结果的准确性。对比分析得出单边驱动转弯为履带行走装置的最恶劣工况,在实际工作中应避免出现该种工况。

弯曲摆动作用下MFC输出开路电压幅值的研究

为了对基于柔性压电材料的流致振动俘能装置的设计优化提供技术支持,对一种压电纤维复合材料(MFC)的压电纤维片在弯曲摆动作用下的压电特性展开研究。首先理论分析了MFC压电纤维片的压电输出机理,并建立了压电模型,得出影响MFC压电纤维片输出开路电压幅值大小的各种因素;然后设计搭建了一种基于步进电机的MFC压电纤维片往复弯曲摆动试验台,利用该试验台研究了MFC压电纤维片在不同弯曲角度、弯曲摆动速度、基板、表面积等因素下的压电特性。研究结果表明,MFC压电纤维片的输出开路电压幅值随纤维片弯曲角度的增加而增大,当输出电压幅值达到最大值,继续增加弯曲角度,输出开路电压幅值不会产生明显变化;其输出开路电压幅值随压电片表面积的增加而变大;弯曲摆动速度及基板对输出开路电压幅值影响较小。