Потом в диалоговом окне MeshTool производим создание сетки конечных элементов. Для элемента 2 и 3 ( PLANE42 ) задаем глобальный размер ребра элемента равный 0.25м. Для элемента 1 ( BEAM3 ) размер ребра равен 0,01м.
Присваиваем каждому элементу заданные выше свойства при помощи ElementsAttributes [Set] .
|
Название элемента |
Модуль Юнга (EX) |
Удельный вес, Н/м3 (DENS) |
Коэффициент Пуассона (NUXY) |
Сцепление, Па |
Угол внутреннего трения, град |
Угол естественного откоса, град |
|
1.BEAM3 (балка) |
2e11 |
80300 |
0.28 |
---- |
---- |
---- |
|
2.PLANE42 (порода) |
3.08e10 |
26300 |
0.25 |
3e6 |
38.5 |
38.5 |
|
3.PLANE42 (уголь) |
1e10 |
13200 |
0.23 |
2.46e5 |
38 |
38 |
Рис.2.2.1. Геометрическая модель.
Рис. 2.2.2 Сетка конечных элементов.
Далее необходимо нагрузить и ограничить в перемещениях созданную модель.
На верхняк крепи прикладывается нагрузка от двух гидростоек , эта нагрузка является распределенной по площади и равна:
PГЦ=1570000/SР.Н.=1570000/0,4329=3627000Н/м2;
где 1570000 Н – рабочее давление гидростойки
SР.Н.=0,37*1,17=0,4329м2 – площадь действия распределенной нагрузки от
гидростойки;
Так как козырек соединен с верхняком по средствам шарнира и поддерживается в рабочем положении гидропатроном ,то в местах крепления гидропатрона следует приложить нагрузку по оси Y и изгибающий момент :
FГП=1000000*Sin5º=87200Н;
где 1000000Н – рабочее сопротивление гидропатрона;
Sin5º - угол наклона гидропатрона.
Мизг=1000000*0,115=115000 Н*м;
где 0,115м – расстояние от шарнира до точки крепления гидропатрона
Также необходимо геометрическую модель ограничить в перемещениях по линиям. Выделенную линию ограничиваем в перемещениях по нужной из осей.
Далее на верхнюю часть горной породы необходимо приложить нагрузку равную величине пригрузки, которая действует со стороны вышележащих слоев горной породы:
qпр=0,35mg=0,35*26837*9,8=92050Н/м2;
где m – распределенная масса породы, кг ;
g – ускорение свободного падения, м/с2 ;
m=gh/g=26300*10/9.8=26837кг;
где g - удельный вес породы .
Чтобы учесть вес нашей модели необходимо ввести гравитационную постоянную G=9.8м/с2
Рис.2.2.3 Геометрическая модель с приложенными нагрузками и связями.
После приложения всех действующих нагрузок и ограничений производим запуск программы на расчет при помощи команды MM:Solution>-Solve-Current LS.
2.3 Анализ результатов.
Все результаты расчетов представляем в графическом виде в эквивалентных по Мизесу напряжений.
Для базовой модели крепи представляем четыре картины напряжений рассчитанных для следующих значений сопротивлений в передней и задней гидростойках крепи и длиной породной консоли в завальной части равной два метра: 1570+1570 ;1570+630; 630+1570;630+630кН.
Рис.2.3.1 1570+1570_2.0
Рис.2.3.2 1570+630_2.0
Рис.2.3.3 630+1570_2.0
Рис.2.3.4 630+630_2.0
Представленные картины напряжений показывают нам графически как распределяется нагрузка, что дает нам возможность выявить, где находится опасные концентрации напряжений. Этим концентратором напряжений на всех картинах является верхний, сопрягающийся с породой, угол угольного пласта. Эти напряжения ведут к возникновению отжима угля на груди забоя, что повышает травмоопасную ситуацию в лаве при эксплуатации данного конвейера и использовании в конструкции крепи противоотжимных устройств.
ВЫВОД :Проанализировав полученные результаты можно сделать вывод, что максимально эффективное использование оградительных свойств крепи и уменьшения давления на угольный пласт со стороны вышележащих породных пластов и исключения явления отжима угля достигается при двух случаях. Когда, 1 случай давление в двух передних гидростойках равно по 1570кН в задней – 630кН; 2 случай - давление в двух передних гидростойках равно по 1570кН в задней – 1570кН.
2.4 Техническое решение.
Линейные секции крепи М130 состоят из перекрытия с гидроподжимным козырьком , гидроуправляемого щита против отжима угля ,двух гидравлических стоек двустороннего действия с прямоугольными опорными плитами на почву ,гидродомкрата для передвижки секции и управления передвижки стоек ,оградительного телескопического щита , предназначенного для защиты от проникновения обрушенных пород в рабочее пространство.
Стойки линейных секций попарно связаны друг с другом поперечными гидродомкратами для управления положением стоек по падению пласта . С целью сохранения нормального положения оградительный щит связан тягой с задней гидростойкой
Проанализировав данные картины напряжений, пришли к выводу.
Для того чтобы исключить явление отжима угля и повысить оградительные характеристики механизированной крепи предлагается установить еще одну гидростойку в передней части крепи и повторить расчет при различных давлениях в передней и задней гидростойках.
Далее приводим графические результаты расчетов:
Рис.2.4.1 2+630+630_2.0
Рис.2.4.2 2+630+1570_2.0
Рис.2.4.3 2+1570+630_2.0
Рис.2.4.4 2+1570+1570_2.0
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.