矿用防爆柜优化设计

摘要

山西是煤炭大省，煤矿工作环境恶劣、安全隐患多、是大型事故的高发区。一旦形成爆炸三角形(点火源、氧环境、可燃性气体；或点火源、氧环境、煤粉)就可能发生着火甚至引发爆炸。因此设计一套安全高效的防爆柜系统具有很重要的现实意义。 本文在“抗爆设计”思想的指导下运用有限元技术对矿用防爆柜进行研究：有限元技术是工程设计领域的一个强有力的计算工具，经过约半个世纪的发展，它已日趋成熟、实用，在几乎所有的工程设计领域发挥着越来越重要的作用。本文采用三维有限单元法对矿用防爆柜箱体进行了有限元分析，利用10节点四面体单元建立起箱体的三维立体网格，分别对箱体进行了静态线性和非线性分析。箱体的有限元分析结果表明：箱体内的应力分布不均匀，门板及连接部位应力值较大，且应力幅值变化较大，箱体结构的其它部位应力水平均较低，有一定强度储备。箱体的最大变形发生在板中部。 通过现场试验研究，验证了有限元模型的正确性和可靠性，为研究箱体结构提供了可靠的数据和技术储备。在有限元分析基础上，对箱体结构进行了改进，提出了多种方案。通过对改进后的箱体进行有限元分析，得出了最优方案。 通过运用有限元法对箱体进行应力变形分析，证明了有限元法在进行强度和刚度分析具有强大的生命力。只要能正确地建立分析结构的计算模型，正确地分析载荷情况和边界条件，作出适当地简化，就可以进行有限元分析。采用有限元分析作为箱体结构设计的辅助手段，使箱体设计工作跃上一个新的台阶，摆脱过去经验设计的局限性，使设计发生质的飞跃，提高设计的水平。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用权的说明

第一章绪论

第二章防爆及抗爆基本理论与应用

第三章弹性力学与有限元法基本原理

第四章防爆柜箱体力学模型的建立及有限元分析

第五章箱体应力和变形的测试研究

第六章箱体结构的优化

结论及展望

参考文献

致谢