基于ANSYS優(yōu)化的巷道斷面設(shè)計研究的開題報告

基于ANSYS優(yōu)化的巷道斷面設(shè)計研究的開題報告一、研究背景和研究目的在礦山工程中，巷道是聯(lián)通各工作面、運輸和通風(fēng)的重要通道。巷道斷面設(shè)計直接影響到礦山的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。因此，合理地設(shè)計巷道斷面是礦山工程設(shè)計中的一個重要問題。目前，巷道斷面設(shè)計常規(guī)采用經(jīng)驗公式、試驗和統(tǒng)計方法等，缺乏科學(xué)性和精度性。而工程計算力學(xué)軟件ANSYS可以模擬復(fù)雜的地下工程環(huán)境，對巷道斷面進(jìn)行流固耦合數(shù)值模擬，可以更準(zhǔn)確地評估巷道斷面的穩(wěn)定性，優(yōu)化巷道斷面設(shè)計，提高礦山的工作效率和經(jīng)濟(jì)效益。因此，本研究旨在通過ANSYS優(yōu)化巷道斷面設(shè)計，提高巷道的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)效益，為研究巷道斷面設(shè)計提供一種新的方法和技術(shù)。二、研究內(nèi)容和研究方法本研究將采用ANSYS進(jìn)行巷道流固耦合數(shù)值模擬，建立巷道斷面的數(shù)值模型，分析巷道斷面的應(yīng)力分布和變形情況，評估巷道斷面的穩(wěn)定性，并通過優(yōu)化設(shè)計方法，提出一種優(yōu)化巷道斷面的設(shè)計方案。研究內(nèi)容包括：1.巷道斷面的數(shù)值模型建立和邊界條件的設(shè)定。2.巷道斷面的應(yīng)力分布和變形情況分析。3.巷道斷面穩(wěn)定性的評估，包括破壞形式、破壞位置以及穩(wěn)定性安全系數(shù)等。4.基于ANSYS優(yōu)化的巷道斷面設(shè)計方案的提出和實現(xiàn)。研究方法包括：1.分析巷道斷面的設(shè)計要求和設(shè)計參數(shù)，建立巷道斷面的數(shù)值模型，導(dǎo)入ANSYS。2.將地下工程溫度、水力壓力等載荷作用于巷道斷面上，進(jìn)行動態(tài)加載。3.模擬巷道的變形情況和應(yīng)力分布，評估巷道斷面的穩(wěn)定性，得出巷道斷面的破壞形式、位置和穩(wěn)定性安全系數(shù)。4.通過優(yōu)化設(shè)計方法，提出一種優(yōu)化巷道斷面設(shè)計方案，并進(jìn)行數(shù)值模擬驗證。三、研究意義和預(yù)期成果本研究意義在于：1.建立一種基于ANSYS優(yōu)化的巷道斷面設(shè)計方法，提高巷道的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)效益。2.為巷道斷面設(shè)計提供一種新的有效途徑和技術(shù)。3.促進(jìn)礦山的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。預(yù)期成果包括：1.確定最優(yōu)的巷道斷面設(shè)計方案。2.優(yōu)化巷道斷面設(shè)計方法的提出和驗證。3.巷道斷面穩(wěn)定性分析和評估結(jié)果的產(chǎn)出。四、研究進(jìn)度計劃本研究預(yù)計從2021年6月至2022年6月進(jìn)行。階段計劃第一階段2021年6月-8月研究巷道斷面設(shè)計的背景和意義；收集相關(guān)文獻(xiàn)并進(jìn)行研究；確定研究目標(biāo)及研究內(nèi)容第二階段2021年9月-11月建立巷道斷面設(shè)計數(shù)值模型；模擬巷道斷面的應(yīng)力分布和變形情況第三階段2021年12月-2022年2月巷道斷面穩(wěn)定性的評估；提出一種優(yōu)化巷道斷面設(shè)計方案第四階段2022年3月-6月優(yōu)化巷道斷面設(shè)計方法的驗證；分析結(jié)果并撰寫研究報告。五、參考文獻(xiàn)[1]劉紅波.礦山開采巷道設(shè)計[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2008.[2]梁坤,宋慧玲.基于ANSYS動力分析巷道寬度和高度優(yōu)化研究[J].黑龍江工程學(xué)院學(xué)報,2020,37(03):41-44.[3]孫