Overlying strata movement of recovering standing pillars with solid backfilling by physical simulation

To analyze the overlying strata movement law of recovering room mining standing pillars with solid backfilling.Physical simulation experiments with sponge and wood as the backfilling simulation material were tested.The results show that:(i) The covering-rock mechanics of the overly strata comes from "two-arch structures + hinged girder + bend beam" to "backfilling material + hinged girder + bent beam" by increasing the fill ratio from 0%to 85%,the beginning of overlying strata movement appears later and the total duration of subsidence velocity increased from zero to the highest value increases.The trend of "single polarization" of the subsidence velocity curves becomes noticeable and the velocity variation trend becomes stable,(ii) The equiponderate aeolian sand was added to improve the anti-pressure ability of the loess,and the corresponding ground processing & transportation system was designed.

基于SolidWorks的平面连杆机构实体运动分析

研究了在三维机械设计系统 Solid Works平台上进行平面连杆机构运动仿真的方法。基于 Solid Works平台 ,以 API为应用程序接口 ,以型转化及广义型转化法为运动分析的理论基础 ,通过机构的配合特征和装配体中各零件几何信息的提取与转换 ,利用面向对象的VC+

Solid Works2001 Plus在装载机设计中的运用

主要介绍了三维CAD/CAM/CAE集成化机械设计软件SolidWorks2001Plus的功能、特点,并运用此软件对装载机进行了三维建模、装配、渲染、运动仿真和二维视图转化的设计。

河流作用下堵江滑坡运动特征差异性研究

【目的】水因素在滑坡灾前变形、运动解体、堆积过程中均发挥重要作用。从水力学角度,讨论河流流水对滑坡堆积、堵塞河道、形成堰塞坝的影响有重要减灾意义。【方法】基于2018年金沙江白格滑坡基础信息,聚焦有、无河流作用下滑坡运动演化过程中滑速、能量、形态特征差异,分别考虑白格滑坡处于无河流流水、有河流流水作用两种情况,开展了其运动过程的DEM模拟、CFD-DEM耦合模拟。【结果】根据计算捕获的速度、能量、形态等滑坡运动特征,量化揭示了河流流水对堵江滑坡的具体影响。【结论】研究发现:(1)河流流水影响下,滑坡体平均速度偏小,因河流影响的滑体部分较少,河流流速变化对滑坡体运动的影响较小且无明显规律;(2)动能和应变能在滑坡高速运动阶段受河流影响更明显,重力势能及能量损失在滑坡堆积阶段受河流影响更为明显,较无河流作用对白格滑坡应变能的影响最大,为1.80%。(3)河流对滑坡体形态特征的影响主要体现为最终纵向堆积长度的变化,滑坡计算启动后70 s,不受河流流水影响时,滑体纵向长度稳定在1.7 km,考虑河流流水影响下稳定在1.5 km,考虑河流影响下的模拟结果与实际情况较为吻合。

高吸水树脂改良煤矸石基质水分特性

【目的】探究不同质量分数的高吸水树脂(SAP)对矿区煤矸石基质容重、孔隙度、毛管水运移规律和保水性等方面的改善状况,阐明SAP最佳使用量下煤矸石基质的水分运移规律,为无土矿区煤矸石基质水分条件改善提供依据,实现矿区煤矸石固废资源化利用,为植被生长提供适宜条件。【方法】通过室内土柱试验模拟质量分数0%、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%的SAP对煤矸石基质水分运移规律的影响。【结果】(1)SAP可以改善煤矸石基质物理性质,随SAP使用量的增加,煤矸石基质容重呈下降趋势,总孔隙度与毛管孔隙度呈上升趋势;(2)SAP会极显著抑制煤矸石毛管水上升高度,且质量分数在0%~0.4%范围内,随SAP使用量的增加抑制效果逐渐增强,但当SAP质量分数为0.4%时,对煤矸石毛管水抑制程度较0.3%差异不显著;(3)最小显著差异法拟合分析得到:煤矸石毛管水上升高度随时间变化呈幂函数增加趋势(P<0.01),上升速率与时间变化呈对数函数下降趋势;(4)在室内通风条件下,72 h内不同SAP质量分数的煤矸石基质含水率持续降低,纯煤矸石(SAP质量分数0%)基质含水率下降趋势最大,水分损失率为15.96%,SAP质量分数为0.3%与0.4%下降趋势较小,水分损失率分别为3.90%和3.52%,差异不显著,且作用时间越长,SAP的保水性能表现越突出。【结论】SAP可以改善煤矸石基质水分条件,且在一定范围内,含量越高改善效果越显著。因此从经济和效果两方面考虑,首选质量分数为0.3%的SAP应用于无土矿区煤矸石基质中,为植被生长提供适宜的水气条件。

SolidWorks在智能口腔矫治器设计中的应用

运用三维CAD/CAM/CAE集成化设计软件SolidWorks设计了智能口腔矫治器.介绍了SolidWorks的三维建模、虚拟装配、运动仿真等功能在产品开发设计中的应用.

含水溶洞对采煤工作面覆岩移动的影响规律

含水溶洞的存在使得煤层覆岩移动规律具有特殊性。为了研究含水溶洞对煤层覆岩移动的影响,以贵州松南煤矿作为工程背景,利用FLAC 3D进行数值模拟研究,对比分析溶洞有无含水作用下煤层覆岩移动规律。研究发现:随着采煤工作面的推进,含水溶洞围岩裂隙和煤层顶板裂隙不断扩展,当工作面推进至与溶洞水平距离小于10 m时,溶洞围岩裂隙和顶板裂隙贯通,形成导水裂隙;含水溶洞煤层开采情况下,溶洞围岩变形下沉量相较于无水情况增加了37.24%,随着推进距离的增加,溶洞靠近采空区侧底角出现明显的下沉现象,溶洞右帮出现向内挤压现象,溶洞围岩和煤层顶板应力集中区和破坏区逐渐贯通;相比于无水情况,覆岩运移在含水条件下得到加强,其中最大曲率增大了0.88 mm/m^(2)、最大水平变形增大了1.81 mm/m。建议该矿采煤工作面与溶洞水平距离需大于10 m。

基于内管移动的卧式管壳式相变储热器储热性能优化研究

相变储热技术能够实现对固态储放氢过程热量的回收和供给,实现固态储氢罐内的自热平衡,提高储放氢性能。研究针对卧式管壳式相变储热器,提出了一种新型的内管偏心放置绕中心轴线旋转的运动方式,采用Fluent数值模拟软件,基于动网格技术编写了用户自定义函数UDF,重点研究了内管偏心距离与旋转速度对储热性能的影响。结果表明:与传统中心内管静止布置相比,偏心内管的旋转运动能够显著提高储热性能,当偏心距离为9 mm,旋转速度为0.10 r/min时,储热时间达到最小值,储热时间减少了92.16%,时间平均储热速率是内管静止布置的11.51倍;当偏心距离为9 mm,旋转速度由0.30 r/min减少至0.10 r/min时,储热时间减少了13.57%;当旋转速度为0.10 r/min,偏心距离由3 mm增至9 mm时,储热时间减少了70.48%。该研究结果可为卧式管壳式相变储热器在储氢领域的性能优化研究提供新思路。

基于数值模拟的郭家滩煤矿充填开采最佳充填率分析

为缓和水资源保护与高强度的煤炭开采之间的矛盾,以郭家滩煤矿20102工作面为研究背景,采用以数值模拟为主的研究手段,阐述了固体充填开采控制覆岩运移的基本机理,分析了不同充填率条件下覆岩导水裂隙带高度发育规律和覆岩移动变形特征,最终给定了含水层下固体充填开采合理充填率。结果表明,随着充填率的增加,上覆岩层移动强度减弱,导水裂隙带发育高度不断减小,覆岩变形大幅度降低,地表下沉量与基本顶下沉量的比值逐渐降低。当充填率为0%、20%、40%、60%、80%时,导水裂隙带高度分别为125.6 m、102.3 m、76.5 m、48.6 m、22.5 m;表土层最大水平变形分别为5.19 mm/m、4.06 mm/m、2.81 mm/m、1.72 mm/m、0.92 mm/m。导水裂隙带不贯通至直罗组含水层的合理充填率为60%以上,地表土层不发生破坏的合理充填率为60%以上,最终确定20102工作面的合理充填率为60%。

基于SolidWorks的液压支架模型运动仿真与分析

液压支架广泛用于综合机械化采煤中,是综采工作面的重要支护设备之一。利用Solid Works三维造型软件对ZY320型液压支架进行建模,利用COSMOS Motion仿真模块对液压支架升、降、推、移4个运动过程进行运动仿真及分析,以三维动画的形式直观地展示出来。其仿真结果对液压支架的设计具有一定的指导意义。

起泡剂作用下悬浮液中气泡的上升特性研究

利用高速摄像技术研究了起泡剂作用下悬浮液中气泡上升时的行为特性。观察在起泡剂作用下气泡脱离管口后0~100 ms内气泡上升形态与尺寸的演变过程,对比分析了正戊醇、聚乙二醇200和甲基异丁基甲醇三种起泡剂对固液悬浮液中气泡上升特性的影响规律差异,揭示了不同正戊醇浓度对悬浮液中气泡形态、尺寸、运动速度和上升轨迹的影响规律。研究结果表明,三种起泡剂相比,正戊醇抑制气泡形变,减小气泡尺寸,降低气泡垂直速度,抑制气泡水平运动,规范气泡上升轨迹的能力强于其他两种起泡剂;随着正戊醇浓度的增大,对气泡上升时的形变、尺寸、垂直速度、水平运动、上升轨迹的作用增强,但效果不明显;在同一正戊醇浓度作用下,增加颗粒浓度以及减小颗粒粒度会使气泡上升时的形态趋于球形或椭球形,气泡尺寸增大。

节流器内液-固两相流固体颗粒冲蚀数值模拟

建立了考虑颗粒碰撞的颗粒冲蚀计算模型,该数学模型包括:在Eulerian坐标系下求解连续相流场;在Lagrangian坐标系下运用离散颗粒硬球模型求解颗粒碰撞;应用半实验关联式求解颗粒冲蚀速率。对水力加砂压裂施工中节流器内液-固两相流的固体颗粒运动和冲蚀特性进行了数值模拟。计算结果表明,固体颗粒密集于节流器入口到出口的一段狭长区域内,冲蚀速率随流体速度呈指数性变化。颗粒直径越大,冲蚀速率也越大。节流器内冲蚀最严重的位置发生在距离节流器出口上边缘10mm以内的局部区域。

循环床锅炉下排气旋风分离器分离机理的研究

根据对分离器内部流场的测试，分析了分离器内气固运动规律及其对粉尘颗粒捕集分离的影响。利用径向混合模型，导出了描述分离器捕集分离机理的计算模型，并对模型进行了验证。讨论了循环床锅炉飞灰分离器在若干运行工况时的影响因素。

基于DEM的直线和椭圆钻井振动筛固相运移对比研究

在钻井振动筛工作过程中,固相颗粒运移速度是衡量其工作性能的重要指标。基于软球Hertz-Mindlin接触模型建立了钻井振动筛的DEM分析模型,针对固相颗粒群在直线和椭圆轨迹筛面上的运移过程进行了对比仿真研究。结果表明:颗粒群在直线形和椭圆振动筛固相运移速度最后都基本趋于稳定。在同等参数条件下,直线振动筛颗粒的运移速度要比椭圆型更高一些。通过对颗粒与筛面的碰撞次数的考察发现碰撞次数呈现明显的周期性,且直线振动筛的峰值碰撞次数要大于椭圆振动筛。

基于计算机视觉的虚拟手的实现

随着虚拟现实技术的不断发展和成熟,人们已经不满足于简单的鼠标键盘交互。利用人手与虚拟环境进行交互,可以提高计算机的可操作性。但是对手的跟踪比较复杂,因为手是一个高自由度的关节结构。在分析手的运动学模型以及总结手运动约束关系的基础上,利用双目立体视觉系统,即用两台摄像头同时采集手的图像,通过识别在手上设置的关键点位置,结合设计的简化计算模型,推算出手指的运动位置,从而在虚拟环境中再现手的姿态。该方法降低了对硬件的要求,没有数据手套运动不灵活、沉重等缺点,计算模型的简化能够提高识别的速度,在与虚拟现实环境的交互中得到了较好的应用。

基坑抽水引起周围地面沉降机理及防治措施

抽水引起周围地面沉降和构筑物地基沉降已成为工程建设中的一个环境灾害问题。根据抽水引起周围地面沉降的机理分析,提出了由抽水引起地下水水头压力变化、含水层颗粒迁移、含水层压缩和水体的膨胀的更具普遍意义的地下水运动方程,该方程可以简化成Biot和Helm的地下水运动方程。在此基础上,通过实例分析和方案对比,提出了抽水引起周围地面沉降的防治措施,并分析了各种措施的适用范围及优缺点。

基于DEM的钻井振动筛筛面固相颗粒运移规律

基于软球模型和Hertz-Mindlin接触模型建立了钻井振动筛的DEM分析模型,结合三维离散元分析软件EDEM对固相颗粒群在筛面上的运移过程进行仿真。选取了6种不同粒径颗粒,针对固相颗粒在筛面上的抛掷运动、运移速度及透筛率进行了分析。分析结果表明,固相颗粒在筛面主要通过抛掷运动来实现向前运移,且抛掷指数是一个动态变化值;随着振动筛工作的进行,颗粒运移速度逐渐趋于一个稳定值,粒径对运移速度的影响很大,粒径越小,运移速度越小;透筛率在颗粒入口处最大,且沿着筛面逐渐降低,因此在入口处应该让颗粒通过抛掷运动尽快向前运移,以减少颗粒堆积情况,降低透筛率。

工业机器人的三维实体造型与运动学约束

三维造型是计算机动画与图形仿真的基础之一 ,应用于面向工程的图形仿真 ,其几何模型应满足精确、逼真、拟实的要求。本文以SCARA机器人为例 ,讨论了AutoCAD与 3DSMAX配合使用 ,构造工业机器人三维实体几何造型 。

固体密实充填采煤覆岩移动弹性地基薄板模型

固体充填采煤覆岩移动规律与传统垮落法开采相比发生了本质的变化,为准确地计算固体充填入采空区后上覆岩层的移动规律,在分析固体密实充填采煤覆岩移动特征的基础上,采用弹性地基薄板理论,建立了固体密实充填采煤充填体-基本顶力学模型,推导出了采场基本顶挠度、应力方程以及基本顶发生破断的临界条件,分析得出弹性地基系数是影响顶板移动变形的关键因素,并结合相关参数给出了基本顶最大下沉量和最大应力值随弹性地基系数的变化规律。平煤十二矿己15-13080充填采煤工作面工程实践结果表明:实测基本顶最大下沉值为347 mm,与理论计算结果相符。

行星轮系卷扬机传动机构的运动仿真分析

在行星轮系卷扬机传动机构原理的基础上,对传动机构进行运动分析,分析计算传动机构的传动比;运用Pro/E软件对其传动机构零部件进行三维实体建模、装配、检查干涉、运动仿真分析,并采用动画模拟行星轮系传动卷扬机的运转过程。在演示回放过程中,仿真跟踪指定的关键点,得出其运动变化曲线。通过计算机仿真与理论计算对比,证实了Pro/E中运动仿真的模型正确、结果可信。