非均布载荷条件下端帮开采支撑煤柱参数设计方法

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作者 姜聚宇 张玉龙 +4 位作者 曹兰柱 王东 王来贵 李广贺 侯成恒 《煤炭科学技术》 CSCD 北大核心 2024年第12期23-37,共15页

应用端帮采煤机开采工艺回收端帮滞留煤资源过程中,合理地设计支撑煤柱参数,是端帮开采安全、高效进行的前提。基于尖点突变理论,确立了端帮开采支撑煤柱失稳充要条件;建立了采硐顶板-煤柱力学分析模型,基于弹性地基梁理论,研究了煤柱... 应用端帮采煤机开采工艺回收端帮滞留煤资源过程中,合理地设计支撑煤柱参数,是端帮开采安全、高效进行的前提。基于尖点突变理论,确立了端帮开采支撑煤柱失稳充要条件;建立了采硐顶板-煤柱力学分析模型,基于弹性地基梁理论,研究了煤柱局部失稳后顶板应力、变形空间演化规律,提出了采硐顶板垮落失稳判据,以此作为非均布载荷条件下支撑煤柱失效判据;研究了不同煤柱留设宽度下顶板极限垮落距与煤柱失稳区段长度变化规律,提出了非均布载荷下支撑煤柱参数设计方法。研究结果表明:煤柱失稳的充要条件为分叉集Δ<0;采硐顶板的失稳判据为最大拉应力σtmax大于抗拉强度σtl;煤柱的失效判据为煤柱失稳区段长度lmax大于采硐顶板极限垮落距l2max;设计了山西某露天煤矿端帮开采煤柱宽度最终为3.0 m。 展开更多

关键词 非均布载荷 端帮开采 支撑煤柱 煤柱失效 煤柱失稳 参数设计

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非均布载荷下套管强度问题研究 被引量：12

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作者 刘绘新 严仁俊 王子平 《钻采工艺》 CAS 2001年第4期47-48,63,共3页

由于API规定的套管强度是均布载荷下的套管强度 ,因而在非均布载荷下套管强度要发生变化。解决非均布载荷下套管强度问题需要从两个方面入手 ,即套管强度的变化规律和套管强度的计算方法。文中举例说明应用方法。

关键词 非均布载荷 石油套管 强度 等效破坏 载荷 计算方法

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非均布载荷下充填开采岩层连续弯曲移动力学模型 被引量：3

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作者 孙运江 徐丞谊 +3 位作者 左建平 李蒙蒙 史月 周钰博 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第9期139-145,共7页

为了通过采空区充填控制顶板岩层连续弯曲移动,实现保护矿区生态,提出了充填开采覆岩移动"四带"划分:充填体压缩带、连续弯曲下沉带、关键层承载带和生态保护稳定带。试验研究了不同配比(2∶1、3∶1、4∶1、5∶1、6∶1)矸石... 为了通过采空区充填控制顶板岩层连续弯曲移动,实现保护矿区生态,提出了充填开采覆岩移动"四带"划分:充填体压缩带、连续弯曲下沉带、关键层承载带和生态保护稳定带。试验研究了不同配比(2∶1、3∶1、4∶1、5∶1、6∶1)矸石和粉煤灰的压缩力学特性,得出充填体的"应力-应变"关系近似呈抛物线关系。充填体压缩初期(0~2 MPa)快速变形,压缩后期(>6 MPa),变形量增长较缓慢,可知充填体初期捣实对岩层变形控制起重要作用。当矸石和粉煤灰配比为4∶1时,充填体抗压变形性能最好。分析了工作面后方应力降低和近似线性恢复的关键层承载保护机制。基于充填体压缩特性和工作面后方应力非均匀分布,建立了非均布载荷作用下充填顶板岩层连续弯曲力学模型,得出了充填开采顶板岩层连续弯曲变形的力学条件,实现对充填开采顶板连续弯曲移动的准确判定。数值模拟分析了不同充填率时上覆岩层移动规律,得知当充填率大于90%时,顶板岩层近似发生连续变形移动,且直接顶和地表最大下沉量的模拟结果与理论预测非常接近。 展开更多

关键词 岩层连续移动 充填体压缩带 连续弯曲下沉带 关键层承载带 生态保护稳定带 非均布载荷 关键层 充填体压缩特性

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非均布载荷作用下厚壁筒平面问题的应力解析解

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作者 郑丽娟 张帅 付宇明 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期1-4,共4页

采用复变函数法,求出表面受一非均布径向压力作用下厚壁圆筒平面问题的应力解析解。发现,随着非均布侧压系数、内外应力比例系数的增大,圆筒内某些区域的周向应力和径向应力由压应力变为拉应力,且拉应力区域范围随之改变;对圆筒内部存... 采用复变函数法,求出表面受一非均布径向压力作用下厚壁圆筒平面问题的应力解析解。发现,随着非均布侧压系数、内外应力比例系数的增大,圆筒内某些区域的周向应力和径向应力由压应力变为拉应力,且拉应力区域范围随之改变;对圆筒内部存在应力极值的问题进行分析,得到应力极值出现位置、应力极值随载荷非均匀系数、内外应力之比的变化规律及应力极值区域的变化规律;采用数值方法验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 应力解析解 厚壁圆筒 复变函数 非均布载荷 拉应力

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基于非均布载荷下梁结构破断理论的地表破坏规律 被引量：1

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作者 张文静 胡海峰 廉旭刚 《金属矿山》 CAS 北大核心 2017年第10期76-80,共5页

为研究晋南典型山区厚黄土层薄基岩地质条件下煤矿开采对地表的破坏规律,本研究以山西省河寨煤矿为例,在实地调查的基础上,采用UDEC软件进行数值模拟,得出岩层断裂及地表移动的关系。模拟得到上覆岩层断裂的位置,地表破坏最严重。根据... 为研究晋南典型山区厚黄土层薄基岩地质条件下煤矿开采对地表的破坏规律,本研究以山西省河寨煤矿为例,在实地调查的基础上,采用UDEC软件进行数值模拟,得出岩层断裂及地表移动的关系。模拟得到上覆岩层断裂的位置,地表破坏最严重。根据模拟结果,建立了基于非均布载荷的梁结构覆岩破断模型,推导出覆岩初次断裂和周期断裂的步距公式。将计算结果与实测地表裂缝位置进行对比,取得较好的一致性。研究表明:在山区厚黄土层薄基岩地质条件下进行煤矿开采时,采用非均布载荷梁结构断裂模型预测地表裂缝间距是可行的。 展开更多

关键词 山区 厚黄土层 梁结构 非均布载荷 裂缝间距

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非均布载荷下瓦楞纸箱的承载性能 被引量：2

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作者 吕维亮 王军 《包装工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第23期1-5,共5页

目的研究非均布载荷下瓦楞纸箱变形与抗压强度的变化规律。方法对2种不同类型的纸箱进行局部抗压试验。首先对纸箱的不同箱面位置进行局部抗压试验,然后对纸箱的同一箱面位置进行变加载面积的抗压试验,最后分析试验数据。结果在确定加... 目的研究非均布载荷下瓦楞纸箱变形与抗压强度的变化规律。方法对2种不同类型的纸箱进行局部抗压试验。首先对纸箱的不同箱面位置进行局部抗压试验,然后对纸箱的同一箱面位置进行变加载面积的抗压试验,最后分析试验数据。结果在确定加载面积的情况下,纸箱中心位置抗压强度最差,周边位置抗压强度最高;对于长方形纸箱面,其短边位置的抗压强度大于长边位置的抗压强度。在确定纸箱加载位置的情况下,加载面积越大,纸箱抗压强度越大;随着加载面积的增大,纸箱的抗压强度呈指数型增加。结论非均布载荷对纸箱抗压强度影响较大。当纸箱箱面中部承受非均布载荷时,纸箱垂直方向上会产生较大的变形,因此在瓦楞纸箱的转运过程中应尽量避免承受因局部或交错堆码产生的非均布载荷。 展开更多

关键词 瓦楞纸箱 非均布载荷 抗压强度

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线性非均布压力下减振器环形阀片变形解析计算 被引量：5

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作者 蔡艳辉 周长城 《农业装备与车辆工程》 2009年第10期24-27,共4页

根据减振器环形节流阀片线性非均布力学模型,利用节流阀片的边界约束条件和连续性条件,得到环形阀片弯曲变形曲面微分方程的通解,然后通过恒等变换,建立了环形节流阀片在线性非均布载荷作用下的弯曲变形系数和弯曲变形解析计算式。通过... 根据减振器环形节流阀片线性非均布力学模型,利用节流阀片的边界约束条件和连续性条件,得到环形阀片弯曲变形曲面微分方程的通解,然后通过恒等变换,建立了环形节流阀片在线性非均布载荷作用下的弯曲变形系数和弯曲变形解析计算式。通过实例,对环形节流阀片在线性非均布载荷下的弯曲变形进行了解析计算,并利用ANSYS有限元仿真软件进行数值仿真验证,解析计算结果与数值仿真结果吻合,相对偏差仅为0.0424%。结果表明,所建立的线性非均布载荷小的环形节流阀片弯曲变形解析计算方法是准确可靠的,对减振器阀系参数设计和特性仿真建模具有重要的实际应用价值。 展开更多

关键词 筒式减振器 环形节流阀片 弯曲变形 线性非均布载荷 解析计算

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等效节点载荷解析解在结构受力分析中的应用

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作者 付为刚 尚永锋 +1 位作者 刘爱中 闫锋 《机械设计与制造》 北大核心 2015年第5期55-57,61,共4页

针对非均布载荷作用结构的受力分析问题,从有限元基本原理出发,选取三角形单元对加载边进行等间距网格离散,推导加载边上端点和中间节点处等效节点载荷的解析解,其包含加载边端点坐标、网格数、外加载荷及外加载荷与加载边的夹角。以单... 针对非均布载荷作用结构的受力分析问题,从有限元基本原理出发,选取三角形单元对加载边进行等间距网格离散,推导加载边上端点和中间节点处等效节点载荷的解析解,其包含加载边端点坐标、网格数、外加载荷及外加载荷与加载边的夹角。以单向均布轴压作用下斜板的屈曲分析、非均布载荷作用下悬臂矩形板弯曲的弹性力学解为例,在加载边节点上施加解析解对应等效节点载荷。通过对比其他数值解表明,解析解可精确、简便地求解非均布载荷作用结构的受力问题。 展开更多

关键词 非均布载荷 等效节点载荷 解析解 斜板 矩形板

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煤层群下行开采底板应力演化规律与合理巷道错距研究 被引量：6

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作者 丁自伟 巩欣伟 +4 位作者 张杰 李宇龙 蔡敏博 姬东 康萌 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2024年第2期213-225,共13页

为解决近距离煤层开采遗留煤柱下伏回采巷道合理布置工程问题,采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的方法,基于半无限平面体理论建立遗留煤柱底板岩层应力分布力学模型,系统研究了遗留煤柱下伏底板岩层应力分布特征及减压区相对位... 为解决近距离煤层开采遗留煤柱下伏回采巷道合理布置工程问题,采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的方法,基于半无限平面体理论建立遗留煤柱底板岩层应力分布力学模型,系统研究了遗留煤柱下伏底板岩层应力分布特征及减压区相对位置关系,提出遗留煤柱非均布载荷影响的底板水平/垂向距离判别方法,揭示了遗留煤柱水平/垂向间距对下伏煤层回采巷道应力变化率的影响程度。结果表明:垂直应力集中是导致下伏巷道失稳的主控因素,以垂直应力变化量0.2γH作为评判应力影响程度的临界指标,探究了不同因素影响下的应力扰动程度,随着遗留煤柱尺寸、煤层间距、埋深与岩层垮落角逐渐减小,底板岩层应力影响深度呈递减趋势;随着水平错距增大,巷道围岩垂直应力值、应力变化率差值不断减小,界定两者数值低于0.2γH与0.01时,围岩达到可控稳定状态;现场试验21320回风巷采用外错式25 m进行实测验证,优化布置后巷道顶板相对位移量控制在45 mm以内,服务期间巷道围岩工况稳定,验证了所得安全错距的合理性。 展开更多

关键词 近距离煤层 遗留煤柱 非均布载荷 集中应力 应力变化率 合理巷道错距

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大倾角采场覆岩结构及矿压显现特征分析 被引量：6

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作者 李小萌 刘斐 《煤炭工程》 北大核心 2016年第5期80-83,共4页

针对大倾角煤层采场顶板受力特点建立了非均布载荷作用下顶板的固支梁模型,分析了顶板受力特征,并且结合工作面倾向覆岩运动特征分析了大倾角煤层开采时的矿压显现规律。研究结果表明:大倾角采场顶板压应力最大值位于下端头处梁的下表面... 针对大倾角煤层采场顶板受力特点建立了非均布载荷作用下顶板的固支梁模型,分析了顶板受力特征,并且结合工作面倾向覆岩运动特征分析了大倾角煤层开采时的矿压显现规律。研究结果表明:大倾角采场顶板压应力最大值位于下端头处梁的下表面,其值比上端头高36%左右,而最大拉应力位于梁上端头的上表面,其值比下端头上表面处拉应力高26%左右,梁的不均衡受力特征以及岩石抗压不抗拉的特性导致工作面上部首先破断失稳造成较早来压;上端头梁的较早受拉破坏以及煤层倾角的影响导致沿倾向由下至上可分为密实充填段、不均匀充填段和动载影响段。密实充填段内覆岩结构主要为受垮落矸石支撑的长悬臂梁,来压强度最小,动载影响段主要表现为短悬臂梁,支架载荷平时较小,动载特征明显。现场支架工作阻力监测结果验证了顶板受力分析和倾向覆岩移动假设的合理性。 展开更多

关键词 大倾角煤层 非均布载荷 覆岩结构 破坏准则 矿压显现

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带式输送机驱动滚筒有限元分析时的加载方法 被引量：2

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作者 王得胜 王东 高国富 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第6期756-760,共5页

为解决驱动滚筒进行有限元分析时加载不便的问题,以滚筒外表面上一点为原点建立笛卡尔坐标系,推导圆心角与横坐标之间的关系,应用级数理论,将由欧拉公式决定的以角度为自变量的指数函数分布载荷表示成级数形式,满足了有限元分析软件中... 为解决驱动滚筒进行有限元分析时加载不便的问题,以滚筒外表面上一点为原点建立笛卡尔坐标系,推导圆心角与横坐标之间的关系,应用级数理论,将由欧拉公式决定的以角度为自变量的指数函数分布载荷表示成级数形式,满足了有限元分析软件中非均布载荷加载公式的需要.计算表明,在所研究的区域内,级数形式的分布载荷与指数函数分布载荷的变化规律基本一致,最大误差约为10%,通过乘以大于1的系数,可使结果偏于安全,能够满足工程计算要求.这种加载方法使得驱动滚筒的有限元分析更加方便. 展开更多

关键词 驱动滚筒 有限元分析 非均布载荷 级数形式

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硬质路面条件下履带车辆转向模型分析及验证 被引量：4

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作者 张瑞增 龚建伟 +2 位作者 陈慧岩 刘海鸥 卢佳兴 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期233-246,共14页

履带车辆与地面之间的作用关系复杂,基于地面剪切位移的方法通常会用到对时间和位置的积分,模型较为复杂,无法直接应用到车辆的实时控制算法中。通常情况下,履带车辆转向分析会将接地压力看作连续线性分布或者多矩形分布,但是试验和计... 履带车辆与地面之间的作用关系复杂,基于地面剪切位移的方法通常会用到对时间和位置的积分,模型较为复杂,无法直接应用到车辆的实时控制算法中。通常情况下,履带车辆转向分析会将接地压力看作连续线性分布或者多矩形分布,但是试验和计算结果均表明硬质土壤条件下,履带接地压力为多峰值分布,前述两种分布均不能体现接地压力的真实状态。本文针对上述问题,在前人研究的基础上,对履带接地压力分布进行求解,提出了履带车辆接地压力简化模型。该简化模型更符合硬质路面履带接地压力的真实状态,并被应用于履带车辆转向动力学分析与验证。利用J.Y.Wong提出的垂向负载-剪切位移变化关系解决了垂向压力变化的同时剪切位移计算的问题,提出了履带车辆转向分析模型(以下简称分析模型),试验结果表明该模型有较高的精度。但是其复杂度仍然较高,为了进一步简化模型,借鉴轮式车辆轮胎侧偏角和滑转率的概念,利用履带车辆履带-地面剪切位移关系推导了简化履带车辆动力学模型(以下简称简化模型)。该模型避免了复杂的积分或者求和,显著降低了履带车辆动力学模型的复杂度,能够应用于基于模型的无人驾驶履带车辆轨迹控制方法中,且模型精度接近前述履带车辆转向分析模型。 展开更多

关键词 履带装甲车辆 转向特性 非均布载荷 模型验证

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