本文關(guān)鍵詞：礦用防水閘門三維設(shè)計與工程分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：伴隨著礦井的長期開采、資源的快速消耗,開采深部水平、邊緣區(qū)域和地質(zhì)條件復雜區(qū)域的資源已十分緊迫[1]。礦井受到頂板水、承壓水、老空水等水患的影響日益凸顯。礦井水患的防治已成為急需解決的問題。目前,防水閘門和應急救援排水系統(tǒng)是井下防治水患的重要措施。彝良馳宏礦業(yè)有限公司的毛坪鉛鋅礦處于川西南—滇東北地震帶的南段,地震頻繁,崩塌、滑坡等地質(zhì)災害時有發(fā)生�，F(xiàn)主要生產(chǎn)和開采位于地下水位以下,礦井內(nèi)由地下水滲出產(chǎn)生的大量涌水需由排水系統(tǒng)及時排出井外,若發(fā)生地質(zhì)災害導致外部供電中斷,正常排水系統(tǒng)失效,需迅速關(guān)閉防水閘門,把涌水封堵在部分坑道內(nèi),防止涌水淹沒井下主要坑道、重要設(shè)備設(shè)施和危及人員安全。本文在對國內(nèi)外防水閘門的結(jié)構(gòu)進行分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計了防水閘門的總體方案,應用Solidworks軟件對防水閘門進行了三維設(shè)計,建立了防水閘門零件和裝配體的三維模型。在對所用的靜力學理論和有限元分析方法進行分析的基礎(chǔ)上,對Ansys-workbench軟件的特點作了簡要介紹,應用Ansys-workbench軟件對門扇和門框進行了靜力分析,分析了門扇和門框在最大負荷條件下的應力、應變和位移情況,分析結(jié)果說明門扇和門框沒有發(fā)生大的變形,所選材料及門扇和門框的結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足強度和防水要求。應用Ansys-workbench軟件的優(yōu)化模塊對防水閘門進行多目標優(yōu)化,驗證了之前設(shè)計的合理性,并且在不影響使用性能的情況下使防水閘門的質(zhì)量降低了10.8%。結(jié)合多剛體動力學理論及虛擬樣機技術(shù),通過ADAMS軟件建立了防水閘門的多剛體模型,對其進行了動力學仿真分析,分析了門扇在轉(zhuǎn)動過程中鉸鏈的受力和轉(zhuǎn)動力矩,對防水閘門的整體進行了運動學分析,門扇運動過程中無干涉現(xiàn)象,運動平穩(wěn),滿足使用要求。驗證了防水閘門設(shè)計的可行性。
【關(guān)鍵詞】：防水閘門 模型 有限元 虛擬樣機
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD744
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 礦用防水閘門的研究現(xiàn)狀及發(fā)展12-14
• 1.1.1 礦用防水閘門的應用概況12-13
• 1.1.2 現(xiàn)有防水閘門的類型及存在的問題13-14
• 1.2 有限元分析技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢14-17
• 1.3 課題研究目的及意義17-18
• 1.3.1 課題的研究目的17-18
• 1.3.2 課題研究意義18
• 1.4 本章小結(jié)18-20
• 第二章 防水閘門的研制20-36
• 2.1 防水閘門設(shè)計20-25
• 2.1.1 防水閘門的作用及設(shè)計壓力20-22
• 2.1.2 門框的設(shè)計22
• 2.1.3 門扇的設(shè)計22
• 2.1.4 門鉸22-23
• 2.1.5 門扇的拉緊裝置23
• 2.1.6 門扇開啟裝置23
• 2.1.7 活動鋼軌與活動架空線23
• 2.1.8 泄水閘閥23
• 2.1.9 防水閘門的密封23-25
• 2.2 門鉸結(jié)構(gòu)設(shè)計計算25-28
• 2.2.1 門鉸軸銷計算26-27
• 2.2.2 門鉸耳板計算27-28
• 2.3 防水閘門的三維造型設(shè)計28-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 第三章 防水閘門的有限元分析36-54
• 3.1 仿真軟件簡介36-37
• 3.1.1 有限元簡介36
• 3.1.2 Ansys-workbench軟件功能簡介36-37
• 3.2 防水閘門有限元模型的建立37-41
• 3.2.1 Ansys-Workbench的數(shù)值模擬過程38
• 3.2.2 模型的簡化38-39
• 3.2.3 材料屬性的定義39
• 3.2.4 單元類型的選擇39-40
• 3.2.5 網(wǎng)格的劃分40-41
• 3.3 門扇和門框的靜力學分析41-53
• 3.3.1 靜力分析簡介41-45
• 3.3.2 門扇和門框的靜力分析流程及結(jié)果45-53
• 3.4 本章小結(jié)53-54
• 第四章 防水閘門的優(yōu)化設(shè)計54-60
• 4.1 多目標函數(shù)優(yōu)化方法理論介紹54-56
• 4.1.1 統(tǒng)一目標法54-55
• 4.1.2 主要目標法55-56
• 4.2 防水閘門的優(yōu)化算例56-59
• 4.2.1 設(shè)計變量、約束條件和目標函數(shù)57-58
• 4.2.2 優(yōu)化結(jié)果58-59
• 4.2.3 優(yōu)化后門扇的性能驗證59
• 4.3 本章小結(jié)59-60
• 第五章 基于Adams軟件防水閘門的動力學和運動學分析60-76
• 5.1 多體動力學簡介60-64
• 5.1.1 多體動力學研究對象60
• 5.1.2 多剛體系統(tǒng)建模理論和數(shù)值求解概要60-63
• 5.1.3 多體系統(tǒng)動力學建模與求解的一般過程63-64
• 5.2 虛擬樣機技術(shù)64-66
• 5.3 ADAMS軟件中防水閘門前處理66-70
• 5.3.1 模型的導入66-69
• 5.3.2 添加約束及驅(qū)動69-70
• 5.4 防水閘門的仿真70-74
• 5.4.1 防水閘門動力學仿真71-73
• 5.4.1.1 鉸鏈受力分析71-72
• 5.4.1.2 鉸鏈扭矩分析72-73
• 5.4.2 防水閘門運動學仿真73-74
• 5.5 本章小結(jié)74-76
• 第六章 總結(jié)與展望76-78
• 6.1 主要工作和結(jié)論76-77
• 6.2 工作展望77-78
• 致謝78-80
• 參考文獻80-82

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：礦用防水閘門三維設(shè)計與工程分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：328061