本文關鍵詞：超千米深井施工邁步吊盤動力學行為研究　出處：《中國礦業(yè)大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 邁步吊盤 薄壁結構 半剛性連接 動力學 有限元

【摘要】：鑿井吊盤是立井施工的井下工作平臺,其性能直接決定了可采用的施工裝備和工藝,對井建工程的安全、高效施工有著重要意義。隨著地球淺部資源的快速消耗,資源開采深度逐漸向下延伸,目前國內已出現超千米深礦井40多對。對于超千米深井施工,傳統(tǒng)的鋼絲繩懸吊式吊盤存在調平控制困難、井內布置復雜等問題;而發(fā)展中的插梁式邁步吊盤由于需要在井壁上預制大量梁窩、影響井壁強度等,也無法大范圍推廣。因此,研發(fā)適用于超千米深井施工的新型邁步吊盤,已成為建井工程領域現實而迫切的需求。本文在教育部創(chuàng)新團隊項目“礦山大型機電裝備可靠性”(項目編號:IRT1292)的資助下,設計了超千米深井施工的摩擦自鎖式邁步吊盤,并對其工作機理和動力學行為進行了深入的理論和實驗研究,以期為超千米深井的安全、高效施工提供一種新的井下工作平臺。首先,開展摩擦自鎖式邁步吊盤結構設計及關鍵參數的研究。設計了超千米深井施工的摩擦自鎖式邁步吊盤,并對其運動軌跡進行了規(guī)劃;基于摩擦錐模型,對新型吊盤自鎖/解鎖的工作機理和關鍵參數進行了基礎研究;采用層狀彈性體系理論和Hankel積分變換,研究了新型邁步吊盤作用下混凝土井壁的應力場分布,提出了摩擦力集度上限的計算公式;搭建樣機實驗系統(tǒng)進行功能實驗,驗證了摩擦自鎖式邁步吊盤設計方案的可行性。其次,開展基于一維高階理論的邁步吊盤圈梁結構動力學特性的研究。提出了基于板殼自由振動模態(tài)的截面特征形變識別方法,提取了圈梁矩形截面的特征形變組合;綜合采用模態(tài)疊加方法、Kirchhoff假定、Hamilton原理和Lagrange C0插值函數,建立了圈梁曲梁段的有限單元模型;結合法蘭端板的集中質量模型,構建了圈梁結構一維高階模型進行動力學特性研究;搭建了圈梁結構模態(tài)實驗系統(tǒng),采用實驗方法驗證一維高階模型的可用性。然后,開展半剛性約束的邁步吊盤主梁結構動力學特性的研究。提取了主梁工字截面的特征形變組合,建立了主梁直梁段的一維高階模型;提出了基于組件的半剛性連接一維化建模方法,分別建立了基于Bjerhammar偽逆矩陣的節(jié)點模型和基于一維高階理論的連接板模型;采用能量原理,構建了半剛性約束主梁結構動力學分析的一維高階模型;理論分析和仿真驗證相結合,研究半剛性約束主梁結構的動力學特性,并驗證其一維高階模型的可用性。最后,開展邁步吊盤承重梁系結構動力學建模和邁步過程瞬態(tài)動力學行為的研究�；诔兄亓合到Y構的空間對稱性,提出了對稱和反對稱1/2模型線性疊加逼近任意荷載工況的建模方法;結合薄壁梁體和半剛性連接的一維高階模型,分別建立了承重梁系結構對稱和反對稱1/2模型的運動方程;采用空間向量分解方法建立荷載邊界基于對稱性的表達格式,構建邁步吊盤動力學分析的一維高階模型;搭建了吊盤樣機邁步實驗系統(tǒng),研究新型吊盤邁步過程的瞬態(tài)動力學行為,并驗證理論模型的可用性。
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD262.3

【相似文獻】

相關期刊論文 前7條

1 王志民;;半剛性連接節(jié)點在雙層框架內力分析中的探討[J];石油化工設備技術;2013年04期

2 魏旺來,閆振龍;鋼結構半剛性連接設計[J];水泥工程;2005年05期

3 徐滿華;考慮P-△效應的半剛性連接鋼框架的近似計算[J];工程設計與建設;2005年05期

4 鄭廷銀;林沂祥;張淦明;;半剛性連接空間鋼框架結構的二階非彈性分析[J];南京工業(yè)大學學報(自然科學版);2006年05期

5 李霞;;半剛性連接鋼框架極限承載力分析[J];內蒙古石油化工;2007年11期

6 杜加清;夏軍武;;半剛性鋼框架豎向跨間剛度計算[J];黑龍江科技學院學報;2012年02期

7 ;[J];;年期

相關會議論文 前10條

1 完海鷹;方勇;;半剛性連接鋼框架在國外的研究和應用[A];第九屆全國結構工程學術會議論文集第Ⅱ卷[C];2000年

2 王書報;楊家錄;;具有半剛性連接結構的內力計算[A];第15屆全國結構工程學術會議論文集（第Ⅰ冊）[C];2006年

3 舒興平;胡習兵;向芳;丁國強;;鋼框架半剛性連接性能研究綜述[A];鋼結構工程研究（五）——中國鋼結構協(xié)會結構穩(wěn)定與疲勞分會2004年學術交流會論文集[C];2004年

4 王新堂;李曉娟;李俊華;;半剛性連接鋼框架支撐體系的極限承載力分析[A];鋼結構工程研究（六）——中國鋼結構協(xié)會結構穩(wěn)定與疲勞分會2006年學術交流會論文集[C];2006年

5 程睿;崔佳;龍莉萍;;半剛性連接鋼框架的有限元分析及近似計算[A];鋼結構工程研究（四）——中國鋼結構協(xié)會結構穩(wěn)定與疲勞分會2002年學術交流會論文集[C];2002年

6 張祥龍;周學軍;;半剛性連接鋼框架穩(wěn)定極限承載力試驗研究[A];第三屆全國現代結構工程學術研討會論文集[C];2003年

7 皮海平;何建勤;劉堅;周觀根;何林;;半剛性連接鋼結構研究進展[A];慶祝劉錫良教授八十華誕暨第八屆全國現代結構工程學術研討會論文集[C];2008年

8 李俊平;王孟鴻;鄧立奇;;半剛性連接鋼框架地震反應時程分析[A];第九屆全國現代結構工程學術研討會論文集[C];2009年

9 舒興平;胡習兵;向芳;丁國強;;鋼框架半剛性連接性能研究綜述[A];2004年全國建筑鋼結構行業(yè)大會論文集[C];2004年

10 宋慶彥;龍莉萍;崔佳;韋松;;梁柱帶雙腹板頂底角鋼半剛性連接的試驗研究和非線性有限元分析[A];第七屆全國現代結構工程學術研討會論文集[C];2007年

相關博士學位論文 前10條

1 張磊;超千米深井施工邁步吊盤動力學行為研究[D];中國礦業(yè)大學;2016年

2 完海鷹;鋼結構半剛性連接體系理論分析及實驗研究[D];中國科學技術大學;2009年

3 顧正維;鋼結構半剛性連接的非線性分析[D];浙江大學;2003年

4 劉曙;半剛性連接鋼框架的彈塑性性能及熱性能研究[D];武漢理工大學;2005年

5 彭曉彤;半剛性連接鋼框架內填鋼筋混凝土剪力墻結構體系的滯回性能及抗震設計對策[D];西安建筑科技大學;2005年

6 胡習兵;半剛性連接平面鋼框架結構彈塑性分析及抗震性能研究[D];湖南大學;2007年

7 盧小松;梁柱半剛性連接的M-θ關系及其對鋼框架性能的影響[D];西安建筑科技大學;2008年

8 劉清平;水平荷載作用下半剛性連接組合梁框架的實用設計方法[D];同濟大學;2006年

9 李文嶺;鋼框架梁柱弱軸半剛性連接性能研究[D];西安建筑科技大學;2007年

10 趙楠;特高壓輸電塔半剛性連接節(jié)點受力性能及結構非線性分析研究[D];重慶大學;2014年

相關碩士學位論文 前10條

1 同澤瑋;基于半剛性連接的鋼折梁—混凝土柱結構計算方法研究[D];燕山大學;2016年

2 馮俊彪;平端板半剛性連接鋼框架二階分析及設計方法研究[D];鄭州大學;2016年

3 李鑫海;鋼框架梁柱T型鋼半剛性連接節(jié)點力學性能試驗及數值研究[D];廣西大學;2016年

4 吳繼亮;半剛性連接鋼框架有限元分析與二階近似計算[D];中南大學;2009年

5 宋曉星;半剛性連接鋼框架靜動力性能分析[D];合肥工業(yè)大學;2005年

6 丁國強;半剛性連接空間鋼框架二階彈塑性理論分析研究[D];湖南大學;2005年

7 閻紅偉;半剛性連接鋼框架節(jié)點體系的理論分析與實驗研究[D];合肥工業(yè)大學;2003年

8 葉學林;半剛性連接鋼框架的穩(wěn)定計算[D];福州大學;2004年

9 吳文軍;半剛性連接鋼框架的抗震性能研究[D];武漢理工大學;2007年

10 周楠楠;半剛性連接鋼框架抗震性能的非線性有限元分析[D];山東科技大學;2007年

，

本文編號：1327472