一种新型物理相似模拟实验架结构设计

论文摘要

西安科技大学平面物理相似模拟架自从1965年建成以来,进行了大量的相似模拟实验,随着时间的发展,其缺点也逐渐暴露出来。由于结构上的缺陷,使制作的相似模型与设计模型存在一定的差距,对实验结果影响比较大。因此相似模型架在采用相似模拟技术研究岩层控制上具有重大意义,相似模型和原型的相似程度是实验可靠性的关键,而合理的物理相似模拟架是进行相似模拟实验的基础、前提。本文针对西安科技大学平面物理相似模拟架,应用相似理论,结构力学,材料力学等学科知识,对3米物理相似模拟架结构进行具体分析。针对相似模拟架槽钢长期受力,长期使用过程的变形,运用机械原理,机械设计对原有装置的夹固结构重新做了的设计,采用不在槽钢钻孔的新型夹固方式,使槽钢承受载荷方式更加合理化。并根据采矿发展现实情况、实验室进行倾斜煤层物理相似模拟实验的装置落后的现实,在相似模型架上增加倾斜装置,使新的相似模型架多功能化,可进行各种倾斜的煤层相似模拟实验。运用连杆机构原理设计了合理的连杆倾斜装置,设计了合理的液压回路,通过液压回路系统控制实验装置的倾斜、回落,保证在模型架在制作模型完成后平稳的回落,不影响模型内部组织结构,保证相似模拟实验结果的准确性。最后对新型物理相似模拟架进行了力学分析验证。本论文的研究使相似模拟架在结构上更加合理,使制作的相似模型与理论设计原型更加相似,实验结果更加准确可靠。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 物理相似模拟在采矿研究中的重要地位
• 1.1.2 平面物理相似模型架存在的问题
• 1.2 研究意义
• 1.3 物理相模拟实验原理及国内外研究现状
• 1.3.1 物理相似模拟实验原理
• 1.3.2 物理相模拟实验国内外研究现状
• 1.4 物理相似模拟实验架的发展及分类
• 1.4.1 国内外相似材料模拟发展概况、水平和发展趋势
• 1.4.2 物理相似模拟实验架的分类
• 1.5 槽钢夹固分析
• 1.6 研究内容及目标
• 1.6.1 研究内容及目标
• 1.6.2 研究技术路线图
• 2 物理相似材料模拟实验装置
• 2.1 物理相似模拟实验室简介
• 2.2 平面物理相似模拟架
• 2.3 相似模型制作过程
• 2.4 平面物理相似模拟实验过程及应用
• 2.5 本章小结
• 3 物理相似模拟实验架的力学分析
• 3.1 槽钢夹固分析
• 3.1.1 槽钢夹固现状
• 3.1.2 槽钢夹紧力学分析
• 3.2 槽钢倾斜分析
• 3.3 本章小结
• 4 物理相似模拟实验架结构设计
• 4.1 夹紧装置结构设计
• 4.1.1 夹紧装置分类
• 4.1.2 夹紧装置夹紧原理分析
• 4.1.3 物理相似模拟实验架结构设计
• 4.2 倾斜装置
• 4.2.1 倾斜装置的主要性能参数
• 4.2.2 常用举升机构
• 4.2.3 倾斜装置结构设计
• 4.3 本章小结
• 5 新型相似模拟实验架力学分析与验证
• 6 结论
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录