基于ANSYS的构造应力场条件下实体巷道锚杆支护模拟研究

在ANSYS大型有限元软件基础上开发了巷道锚杆辅助设计软件ANSYSBOLT;在该软件环境下,根据某工作面煤岩层的物理参数,建立了构造应力场条件下的实体巷道锚杆支护模型,并按照不同的埋藏深度、锚杆支护结构和预紧力条件,经软件分析计算,得出了实体巷道围岩应力及位移分布情况,进而分析了不同埋藏深度、锚杆支护和预紧力条件对巷道顶底板稳定性的影响,最终根据分析结果得出了可行的锚杆支护方案。现场试验结果验证了上述方法的可行性和有效性。

基于ANSYS CFX的安全阀开启过程的数值模拟

以A42Y型弹簧式安全阀为研究对象,利用ANSYS CFX软件对安全阀开启过程进行数值模拟,得到了安全阀从开始开启到稳定排放阶段介质对阀瓣作用力随时间的变化曲线,以及特定时刻的压力场分布。并且根据安全阀稳定排放时的介质作用力计算得到流道等效半径,对安全阀开启过程动态特性研究以及安全阀在线校验中流道有效面积计算提供了一定的指导和依据。

射流曝气技术在脱硫浆液氧化工艺中的应用

亚硫酸钙的氧化率是衡量高硫煤电厂石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺效率的重要指标。笔者采用集曝气与搅拌为一体的射流曝气技术实现石灰石/石膏湿法脱硫强制氧化以提高氧化率,研究了脱硫浆液射流曝气氧化工作原理。基于ANSYS CFX对脱硫浆液罐的内部流场进行数值模拟实验,确定了浆液混合搅拌效果较为理想的射流曝气器安装方式:将3个射流曝气器垂直于浆液罐壁均布在离浆液罐底部0.8m的平面上;并在重庆某环保公司进行现场应用实验,测定了在此安装方式下射流曝气器的吸气量,并采用碘量法测定了脱硫浆液中亚硫酸钙的氧化率,应用结果表明:射流曝气器吸气量总量为59.52m3/h,满足浆液氧化需气量要求,且浆液经过射流氧化2h后,亚硫酸钙氧化率达87.6%。

抗滑桩细观受力特征的数值模拟研究

抗滑桩是滑坡防治工程中一种非常有效的支挡措施,其受力特征直接关系到滑坡防治效果,因此开展抗滑桩细观受力特征的数值模拟研究具有重要的工程应用价值。基于有限元数值模拟方法,采用ANSYS软件中的分离式模型,以SOLID65单元和LINK8单元分别模拟钢筋混凝土抗滑桩中的混凝土和钢筋,研究了不同荷载作用下抗滑桩的细观受力特征。结果表明:在相同荷载作用下,抗滑桩在高度较小阶段,其高度与抗滑桩的变形呈非线性变化,随着抗滑桩高度的增加,其高度与抗滑桩的变形趋于线性关系;有限元数值模拟能较好地反映钢筋混凝土抗滑桩的细观受力特征。该研究可以为抗滑桩工程的设计提供借鉴与参考。

砖烟囱爆破拆除不同切口形状的数值模拟

针对烟囱爆破拆除时爆破切口形状的确定往往按经验确定,没有重视烟囱倒塌过程中一些问题很难通过理论预见的情况,利用ANSYS/LS-DYNA软件数值模拟了常见的长方形切口、正梯形切口、倒梯形切口这3种爆破切口形状对烟囱倒塌拆除过程并进行了对比和分析,研究结果表明:首先从爆破切口闭合时间看到,倒梯形切口闭合时间最长,正梯形切口闭合时间次之,长方形切口闭合时间最短。其次从烟囱顶端着地时间分析,正梯形切口烟囱顶端着地时间最长,而其它两种切口方案次之,并且这两种方案对烟囱倒塌时间差不多相等。再从模拟烟囱倒塌的过程分析,正梯形切口及长方形切口烟囱倒塌过程出现"后座"现象。最后从烟囱倒塌顶端速度变化曲线中看出正梯形切口烟囱倒塌方案对地面的冲击力最小,引起地面的振动强度最小。

斜刃月牙剪冲裁分析与研究

利用Ansys ls-dyna软件,建立了某酸洗-连轧机组的斜刃月牙剪冲裁模型;分析了不同剪切工艺参数下的剪切力峰值的分布规律;讨论了上、下剪刃不同磨损、剪刃侧向间隙、带材厚度对剪切力的影响;结合理论公式验证了模型的合理性;拟合得到了冲裁力公式。分析结果表明,剪刃侧向间隙δ取(0.3±0.1)mm或为(1/30~1/15)h(h为带材厚度)时,剪切表面质量较好;在不考虑剪刃磨损下,剪切工艺范围内带材的最大剪切力在35 kN左右。研究结果为优化剪切工艺参数、分析剪刃寿命以及详细结构优化设计和电气调试提供了理论参考。

基于两相流动的铝电解槽磁流体流场数值仿真

为了对铝电解槽内磁流体的两相流动和界面波动进行深入了解,通过ANSYS和CFX相结合的方法,把洛伦兹力作为动量源相,对160 kA铝电解槽内的磁流体流动进行了两相流数值仿真.仿真结果表明:铝液和电解质的流动均呈两个漩涡;铝液的平均流速为0.147 6 m/s,最大流速为0.287 9 m/s;电解质的流速偏小,平均流速为0.116 5 m/s,最大流速为0.286 6 m/s;电解质和铝液的界面变形范围为-0.029～0.035 m.将流速计算结果与实测值进行了对比,表明对基于两相流动的铝电解槽内磁流体进行数值仿真可以帮助了解铝电解槽内的流场,为进一步优化研究提供了依据.

流冰碰撞下桥墩安全的有限元分析

运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对流冰碰撞桥墩的过程进行了仿真模拟.分析了不同尺寸流冰碰撞桥墩的情况,计算得出了在水深5 m、流冰运动速度1.5 m/s、流冰厚度0.3 m的情况下,致使桥墩破坏的最小流冰尺寸为4 m×4 m.该结果可为冰凌灾害防治工作提供参考和指导.

真空自耗电弧熔炼中电磁搅拌的数值模拟

利用ANSYS软件对真空自耗电弧熔炼的电磁搅拌过程进行三维模拟计算,分析重熔电流、磁场和洛伦兹力的分布情况,讨论了搅拌线圈对磁场和搅拌力的影响。结果表明:重熔电流从坩埚壁经熔池表面流回电极,铸锭和坩埚底部几乎没有电流;重熔电流产生环绕对称轴的磁场,磁场强度从电极中心到坩埚外壁呈先增大后减小的趋势;搅拌线圈产生平行于对称轴的磁场,其磁感应强度在铸锭部分呈均匀分布;施加搅拌线圈产生了使熔池发生旋转的洛伦兹力。

基于DYNA的水耦合装药在放顶中的数值模拟应用

利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对不耦合系数1.70下水耦合及空气耦合的爆破过程及炮孔围岩的应力状态进行模拟分析。通过分析得出水耦合结构下炮孔壁上应力状态优势;对水、空气耦合下的冲击波扩散的具体过程进行探讨,并将研究结果应用于现场验证了其工程价值。