一种新型物理相似模拟实验架结构设计

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。

目录

文摘

英文文摘

声明

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