基于碰撞安全性的泡沫铝填充矿用救生舱优化及性能分析 被引量：6

1

作者 沈佳兴 徐平 于英华 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期248-253,共6页

为提高矿用救生舱的碰撞安全性,设计一种泡沫铝填充矿用救生舱。利用ANSYS Workbench的参数优化模块,以舱体的加速度、变形及吸能大小为优化目标,对舱体的结构参数和泡沫铝的材料性能参数进行优化。对优化后的泡沫铝救生舱的碰撞安全性... 为提高矿用救生舱的碰撞安全性,设计一种泡沫铝填充矿用救生舱。利用ANSYS Workbench的参数优化模块,以舱体的加速度、变形及吸能大小为优化目标,对舱体的结构参数和泡沫铝的材料性能参数进行优化。对优化后的泡沫铝救生舱的碰撞安全性进行分析,结果表明泡沫铝救生舱在质量和最大等效应力均有所降低的前提下,泡沫铝救生舱碰撞时的最大变形和最大加速度得到显著降低并且舱体吸收的能量得到大幅提升,证明泡沫铝填充救生舱具有更佳的碰撞性能可以提高其安全性。 展开更多

关键词 矿用救生舱 泡沫铝 碰撞 安全性

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基于自适应卡尔曼滤波的矿用救生舱动力电池SOC估计 被引量：9

2

作者 于微波 魏来 +1 位作者 杨听听 刘克平 《电测与仪表》 北大核心 2016年第18期118-123,共6页

磷酸铁锂动力电池是矿用救生舱的重要组成部分,其电荷状态(SOC)估计的准确性直接影响避难人员的安危。针对电池SOC常用估算方法的不足,提出一种基于自适应卡尔曼滤波的矿用救生舱动力电池SOC估算方法。在电池特性分析的基础上,建立了更... 磷酸铁锂动力电池是矿用救生舱的重要组成部分,其电荷状态(SOC)估计的准确性直接影响避难人员的安危。针对电池SOC常用估算方法的不足,提出一种基于自适应卡尔曼滤波的矿用救生舱动力电池SOC估算方法。在电池特性分析的基础上,建立了更符合实际的改进二阶RC等效电池模型和电池的状态空间模型。通过脉冲放电实验和改进的带遗忘因子递推最小二乘算法,对模型参数进行在线辨识,并将自适应卡尔曼滤波算法(AKF)用于此模型,在线估计电池的SOC。实验结果表明:AKF可以实时修正模型误差,实时估计SOC的动态变化,估算精度高,能够满足矿用救生舱电池管理系统的要求。 展开更多

关键词 矿用救生舱 磷酸铁锂动力电池 SOC估计 自适应卡尔曼滤波算法

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矿用救生舱抗爆炸TNT当量与冲击载荷研究 被引量：7

3

作者 白博 李志强 +1 位作者 王志华 赵隆茂 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第17期1-5,20,共6页

研究设置有救生舱的井下巷道中瓦斯爆炸的TNT当量,冲击波的传播特性,以及对舱体的冲击载荷。利用显式动力学分析软件LS-Dyna,通过一点多物质ALE流固耦合算法模拟得到爆炸冲击波的传播过程。当冲击波由救生舱前端传至后端并衰减至其峰值... 研究设置有救生舱的井下巷道中瓦斯爆炸的TNT当量,冲击波的传播特性,以及对舱体的冲击载荷。利用显式动力学分析软件LS-Dyna,通过一点多物质ALE流固耦合算法模拟得到爆炸冲击波的传播过程。当冲击波由救生舱前端传至后端并衰减至其峰值载荷的10%时,确定了舱体所受载荷达到规范要求时瓦斯的TNT当量;并得到了舱体各部位的实际载荷曲线,为计算救生舱抗冲击动态响应时载荷施加以及优化设计提供了依据。 展开更多

关键词 煤矿瓦斯 爆炸冲击波 超压峰值 矿用救生舱 流固耦合

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矿用救生舱瓦斯爆炸动力响应数值模拟 被引量：4

4

作者 张博一 李秋稷 王伟 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期14-20,共7页

为确保煤矿井下可移动式救生舱的合理设计和安全使用,基于瓦斯爆炸原理,利用有限元软件ANSYS/LS-DY-NA,采用ALE流固耦合算法,对体积分数为9.5%,体积为200 m3的瓦斯/空气混合气体在井下巷道内爆炸产生的爆炸流场进行数值模拟,分析了两类... 为确保煤矿井下可移动式救生舱的合理设计和安全使用,基于瓦斯爆炸原理,利用有限元软件ANSYS/LS-DY-NA,采用ALE流固耦合算法,对体积分数为9.5%,体积为200 m3的瓦斯/空气混合气体在井下巷道内爆炸产生的爆炸流场进行数值模拟,分析了两类典型救生舱舱体在入射冲击波峰值超压0.6 MPa,历经400 ms时间作用下的压力场分布、塑性应变及各重点部位位移时程等动力响应.计算结果表明,改变舱体截面尺寸对舱体的抗爆性能影响显著,采用瓦楞型侧壁的舱体结构能有效增大舱壁的抗弯刚度,而改变舱体长度对于舱体的抗爆性能影响不大. 展开更多

关键词 瓦斯爆炸 流固耦合 动力响应 矿用救生舱

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扩展卡尔曼滤波算法在矿用救生舱舱内气体浓度测控中的应用 被引量：4

5

作者 姚舜才 朱红青 高如乐 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期88-93,共6页

为有效控制矿用移动式救生舱内气体浓度,确保救生舱内环境质量,保障舱内人员生命安全;根据《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》的指标要求,采用扩展卡尔曼滤波方法对救生舱舱内气体参数的变化过程进行辨识,得出舱内气体浓度的状... 为有效控制矿用移动式救生舱内气体浓度,确保救生舱内环境质量,保障舱内人员生命安全;根据《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》的指标要求,采用扩展卡尔曼滤波方法对救生舱舱内气体参数的变化过程进行辨识,得出舱内气体浓度的状态空间模型,并应用迭代优化控制方法对气体浓度进行控制调节;在矿用救生舱模型和现场样机中分别进行了模拟和现场试验。结果表明,测控系统能有效控制救生舱舱内气体浓度进行,满足各项指标要求,且具有较好的鲁棒性。 展开更多

关键词 矿用救生舱 扩展卡尔曼滤波 气体浓度控制 过程建模 混合数字控制

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基于非线性模型的矿用救生舱温度控制 被引量：1

6

作者 姚舜才 朱红青 +1 位作者 屈丽娜 高如乐 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S1期92-97,共6页

针对矿用救生舱舱内温度保持恒定的控制问题,采用非线性系统辨识的方法对舱内温度变化规律进行辨识,得到了救生舱舱内温度变化过程的二阶非线性Volterra级数模型;确立了控制性能指标;在此基础上,应用非线性模型预测控制策略,以及优化迭... 针对矿用救生舱舱内温度保持恒定的控制问题,采用非线性系统辨识的方法对舱内温度变化规律进行辨识,得到了救生舱舱内温度变化过程的二阶非线性Volterra级数模型;确立了控制性能指标;在此基础上,应用非线性模型预测控制策略,以及优化迭代算法对舱内温度进行实时控制。经模型试验和现场试验证明,该控制策略可以对救生舱舱内温度进行有效的控制,且具有一定的鲁棒性和较快的响应速度。 展开更多

关键词 矿用救生舱 非线性模型 VOLTERRA级数 模型预测控制

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矿用救生舱抗爆性能试验研究 被引量：31

7

作者 樊小涛 《矿业安全与环保》 北大核心 2010年第3期25-26,30,共3页

在断面积7.2m2、全长896m的大型试验巷道中模拟井下瓦斯、瓦斯煤尘爆炸,进行矿用救生舱抗爆性能试验。通过测试爆炸压力及观察舱体内活体动物的受损情况,分析了煤矿井下瓦斯爆炸、瓦斯煤尘爆炸对救生舱的损坏程度,可为矿用救生舱的研制... 在断面积7.2m2、全长896m的大型试验巷道中模拟井下瓦斯、瓦斯煤尘爆炸,进行矿用救生舱抗爆性能试验。通过测试爆炸压力及观察舱体内活体动物的受损情况,分析了煤矿井下瓦斯爆炸、瓦斯煤尘爆炸对救生舱的损坏程度,可为矿用救生舱的研制和安装技术研究提供基础数据。 展开更多

关键词 矿用救生舱 抗爆性能 瓦斯爆炸 瓦斯煤尘爆炸

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负泊松比材料填充矿用救生舱热力耦合冲击性能研究

8

作者 杨昆 沙云杰 +1 位作者 王涵 陈昊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第15期173-181,共9页

矿用救生舱是煤矿瓦斯、煤尘爆炸事故时,保护煤矿工人的重要应急避险装备。需要救生舱舱体能抵抗冲击波、石块的冲击,且具有优异的隔热性能。通常设计矿用救生舱时,都是增加构件厚度或对救生舱结构进行优化,研究性能已经开发优化到了瓶... 矿用救生舱是煤矿瓦斯、煤尘爆炸事故时,保护煤矿工人的重要应急避险装备。需要救生舱舱体能抵抗冲击波、石块的冲击,且具有优异的隔热性能。通常设计矿用救生舱时,都是增加构件厚度或对救生舱结构进行优化,研究性能已经开发优化到了瓶颈。而该文章采用负泊松比材料填充进矿用救生舱夹层内,利用其轻质化、隔热、隔振和抗冲击性能优良的特点,提升整体救生舱的抗冲击能力和隔热能力。通过爆炸瞬态热分析、热力耦合冲击性能分析、碰撞冲击响应分析等来验证负泊松比填充矿用救生舱其优越的安全性能。 展开更多

关键词 矿用救生舱 负泊松比 有限元仿真 热力耦合

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矿用救生舱曲线式加强筋板的设计与优化 被引量：3

9

作者 千红涛 李中凯 +1 位作者 程刚 李锋 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第A02期524-529,共6页

针对矿用救生舱的强度问题,提出曲线式加强筋板设计方法,用三点作圆的方法确定加强筋板的曲线轮廓。采用3段圆弧轮廓,代替均匀布筋方式的直线轮廓,合理分配了加强筋板材料,提高了救生舱壳体的强度和刚度。结合实际工程项目对设计的曲线... 针对矿用救生舱的强度问题,提出曲线式加强筋板设计方法,用三点作圆的方法确定加强筋板的曲线轮廓。采用3段圆弧轮廓,代替均匀布筋方式的直线轮廓,合理分配了加强筋板材料,提高了救生舱壳体的强度和刚度。结合实际工程项目对设计的曲线式加强筋板进行了ANSYS有限元仿真和数值模拟分析,针对不同工况施加不同的静、动载荷,对比了各种情况下不同偏移量对应的等效应力、最大变形量;分析了偏移量对救生舱壳体强度和刚度的影响,建立了曲线偏移量与整体结构强度的定量关系。通过对曲线式加强筋板偏移量的优化设计,获得曲线加强筋板的最优力学性能,证明了曲线式加强筋板设计的有效性和优越性。 展开更多

关键词 矿用救生舱 布筋方式 曲线式筋板 有限元分析

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冰蓄冷空调在矿用救生舱中的应用

10

作者 肖涛 徐锋 +1 位作者 刘利云 阮炜 《中国矿业》 北大核心 2014年第11期152-155,共4页

矿用救生舱在发生矿难事故时保障矿工的生命安全方面有着至关重要的作用,而救生舱中空调系统在避免高温热害、保障避难矿工的身体健康和生命安全方面意义重大。本文在分析当前常用的矿用救生舱空调系统的基础上,重点阐述了冰蓄冷空调系... 矿用救生舱在发生矿难事故时保障矿工的生命安全方面有着至关重要的作用,而救生舱中空调系统在避免高温热害、保障避难矿工的身体健康和生命安全方面意义重大。本文在分析当前常用的矿用救生舱空调系统的基础上,重点阐述了冰蓄冷空调系统的工作原理;通过一次、二次循环形式冰蓄冷空调的分析比较,表明一次循环形式具有一定的优越性;基于试验数据,对一次循环形式冰蓄冷空调的有效性进行了验证。 展开更多

关键词 冰蓄冷空调 矿用救生舱 生命安全 工程应用

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一种矿用救生舱环境监控装置的设计 被引量：5

11

作者 张立斌 《工矿自动化》 2011年第6期1-3,共3页

针对目前国内矿用救生舱环境监控装置存在协调性差的问题,提出了一种新型矿用救生舱环境监控装置的设计方案;对该装置中的本质安全电源、传感器、监控主机、通信协议等进行了整合设计,提高了整套装置的协调性;对传感器采用了低功耗和抗... 针对目前国内矿用救生舱环境监控装置存在协调性差的问题,提出了一种新型矿用救生舱环境监控装置的设计方案;对该装置中的本质安全电源、传感器、监控主机、通信协议等进行了整合设计,提高了整套装置的协调性;对传感器采用了低功耗和抗干扰设计,降低了密闭环境和其它气体对传感器的干扰,提高了装置的稳定性和可操作性。 展开更多

关键词 矿用救生舱 紧急避险 环境监控 CAN总线

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矿用救生舱在塔山煤矿的试用 被引量：4

12

作者 王全海 《煤炭工程》 北大核心 2011年第4期112-113,115,共3页

为了贯彻执行国家安全生产监督管理总局和国家煤矿安监局提出的我国所有的煤矿要在2013年6月底前建成井下避险"六大系统"的要求,同煤大唐塔山煤矿有限公司在井下试用了矿用救生舱。文章介绍了矿用救生舱及其在同煤大唐塔山煤... 为了贯彻执行国家安全生产监督管理总局和国家煤矿安监局提出的我国所有的煤矿要在2013年6月底前建成井下避险"六大系统"的要求,同煤大唐塔山煤矿有限公司在井下试用了矿用救生舱。文章介绍了矿用救生舱及其在同煤大唐塔山煤矿有限公司井下的试用情况,为矿用救生舱在全国推广使用提供了有力的技术支撑。 展开更多

关键词 “矿用救生舱” 紧急避险 安全保障体系

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矿用救生舱环境监控系统软件的研究 被引量：2

13

作者 徐娟 《工矿自动化》 北大核心 2012年第5期53-55,共3页

给出了矿用救生舱环境监控系统的组成,主要介绍了该系统软件的功能设计、总体架构及界面设计方案。该系统软件可实时显示各传感器的运行状态和检测数据、舱内气体余量、电源电量、照明灯状态、空气净化状态、自动控制状态、舱门状态等,... 给出了矿用救生舱环境监控系统的组成,主要介绍了该系统软件的功能设计、总体架构及界面设计方案。该系统软件可实时显示各传感器的运行状态和检测数据、舱内气体余量、电源电量、照明灯状态、空气净化状态、自动控制状态、舱门状态等,人机交互界面友好,操作简便。该软件经长期连续运行实验,工作正常,达到了设计要求。 展开更多

关键词 矿用救生舱 可移动式救生舱 监控系统 人机交互 紧急避难

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矿用救生舱多环境参数数据采集器设计

14

作者 朱晓洁 张立斌 王启峰 《工矿自动化》 北大核心 2012年第6期15-17,共3页

针对传统的传感器只能采集1种或2种环境参数,不适合在矿用救生舱使用的问题,设计了一种矿用救生舱多环境参数数据采集器;给出了该采集器主板+变送器的结构,详细介绍了主板的硬件及软件设计。测试结果表明,该采集器测量误差小、响应时间... 针对传统的传感器只能采集1种或2种环境参数,不适合在矿用救生舱使用的问题,设计了一种矿用救生舱多环境参数数据采集器;给出了该采集器主板+变送器的结构,详细介绍了主板的硬件及软件设计。测试结果表明,该采集器测量误差小、响应时间快、使用灵活方便。 展开更多

关键词 矿用救生舱 多环境参数 数据采集 传感器 主板 变送器

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冲击载荷下矿用移动式救生舱动态响应的数值模拟 被引量：9

15

作者 李志强 白博 +2 位作者 谢青海 王志华 曹世昌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第16期146-151,共6页

矿用救生舱作为煤矿井下重要的逃生装备,舱体的抗爆炸冲击性能直接决定矿工的生命安全。为了评估某型移动式救生舱的动强度,建立舱体在瓦斯爆炸载荷作用下的全尺寸有限元模型,采用ABAQUS动态显式算法对舱体的整体和局部动态响应进行了分... 矿用救生舱作为煤矿井下重要的逃生装备,舱体的抗爆炸冲击性能直接决定矿工的生命安全。为了评估某型移动式救生舱的动强度,建立舱体在瓦斯爆炸载荷作用下的全尺寸有限元模型,采用ABAQUS动态显式算法对舱体的整体和局部动态响应进行了分析,按照国家暂行规定获得了舱体正面和侧面承受最大峰值压力分别为0.72 MPa和0.36 MPa,研究结果为舱体的改进设计和安全使用提供科学依据。 展开更多

关键词 矿用移动式救生舱 抗爆炸冲击 动态响应 数值模拟

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基于扩展卡尔曼滤波法的矿用可移动救生舱蓄电池荷电状态估计 被引量：3

16

作者 王沙沙 娄高峰 +2 位作者 唐霞 史丽萍 张恩锋 《工矿自动化》 北大核心 2013年第2期43-47,共5页

针对基于安时计量法的矿用可移动救生舱蓄电池荷电状态SOC估计在环境温度或放电电流波动较大的情况下精度较低的问题,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波法的矿用可移动救生舱蓄电池SOC估计方法。该方法在安时计量法的基础上,把影响蓄电池SO... 针对基于安时计量法的矿用可移动救生舱蓄电池荷电状态SOC估计在环境温度或放电电流波动较大的情况下精度较低的问题,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波法的矿用可移动救生舱蓄电池SOC估计方法。该方法在安时计量法的基础上,把影响蓄电池SOC估计的环境温度和放电电流因素作为蓄电池系统的噪声,采用扩展卡尔曼滤波法的优化估计递推算法对蓄电池SOC进行实时滤波与估计,从而提高了蓄电池SOC的估计精度。实验结果表明,该方法的蓄电池SOC估计结果与实测值基本一致,可用于矿用可移动救生舱蓄电池管理系统中。 展开更多

关键词 矿用可移动救生舱 蓄电池荷电状态 SOC估计 扩展卡尔曼滤波法 安时计量法

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矿用可移动式救生舱的现状及其环境监测系统的设计方案 被引量：6

17

作者 张鹏 胡桃英 +2 位作者 胡敏 贾祥芝 吴文彤 《工矿自动化》 2011年第8期29-32,共4页

介绍了国内外矿用可移动式救生舱的发展现状,分析了可移动式救生舱环境监测系统的设计要求,提出了矿用可移动式救生舱环境监测系统的软件设计、硬件设计、信号传输的设计目标和相应的设计思路,可为当前国内救生舱的研制和使用提供技术... 介绍了国内外矿用可移动式救生舱的发展现状,分析了可移动式救生舱环境监测系统的设计要求,提出了矿用可移动式救生舱环境监测系统的软件设计、硬件设计、信号传输的设计目标和相应的设计思路,可为当前国内救生舱的研制和使用提供技术参考。 展开更多

关键词 矿用可移动式救生舱 环境监测 信号传输 设计方案

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感性工程学在矿用救生设备设计中的应用与研究 被引量：3

18

作者 王冰迪 左建江 姜一洲 《包装工程》 CAS CSCD 北大核心 2013年第14期30-33,60,共5页

以感性工程学中的调查问卷法、控制论中的帕累托80/20法则为启示,分析了矿用救生舱的人性化感受评价相关指标,提出了指导矿用救生舱外观、内饰、座椅、操作面板、安全门、标示标贴的设计研究方法,对虚拟产品设计的结果进行评价,初步证... 以感性工程学中的调查问卷法、控制论中的帕累托80/20法则为启示,分析了矿用救生舱的人性化感受评价相关指标,提出了指导矿用救生舱外观、内饰、座椅、操作面板、安全门、标示标贴的设计研究方法,对虚拟产品设计的结果进行评价,初步证明其可行性。 展开更多

关键词 矿用救生舱 感性工程学 调查问卷法

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救生舱舱门空气幕系统优化设计与试验分析 被引量：2

19

作者 刘俊利 霍佳伟 靳宇辉 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2012年第5期561-566,共6页

为采用空气幕阻隔矿用救生舱舱外有害气体,利用数值模拟技术建立了二维舱门空气幕模型,通过对不同的空气幕喷口宽度、送风角度及送风速度下的气幕流场进行分析,对有限气源下空气幕系统进行优化设计,通过试验和数值模拟分析,验证了有限... 为采用空气幕阻隔矿用救生舱舱外有害气体,利用数值模拟技术建立了二维舱门空气幕模型,通过对不同的空气幕喷口宽度、送风角度及送风速度下的气幕流场进行分析,对有限气源下空气幕系统进行优化设计,通过试验和数值模拟分析,验证了有限气源下空气幕系统设计的合理性.该研究成果已成功应用于"KJYY-12/96"型矿用紧急救生舱. 展开更多

关键词 矿用救生舱 舱门 有限气源 空气幕 FLUENT

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支持向量机多重分类救生舱环境评价研究

20

作者 姚舜才 朱红青 +1 位作者 沈静 和超楠 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 2013年第4期44-50,共7页

针对矿用救生舱舱内环境动态评价的问题,采用支持向量机多重分类机制进行评价研究。确定了舱内环境评价的等级指标;将环境评价问题处理为分类和分级两部分,分别给出了相应的函数。使用粒子群优化算法进行了参数优化;制订了具体的评价方... 针对矿用救生舱舱内环境动态评价的问题,采用支持向量机多重分类机制进行评价研究。确定了舱内环境评价的等级指标;将环境评价问题处理为分类和分级两部分,分别给出了相应的函数。使用粒子群优化算法进行了参数优化;制订了具体的评价方案,得出了动态评价结果。经现场试验证明,该环境评价方法可以对救生舱舱内环境进行有效、实时的动态评价,算法收敛速度较快,为救生舱舱内环境调控提供了可靠的理论基础和充分的现场数据。 展开更多

关键词 矿用救生舱 支持向量机 多重分类 动态环境评价

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