maszyny górnicze 2/2011 - Instytut Techniki Górniczej KOMAG

Rys.3. Schemat rozmieszczenia komórek „przestrzeni
Eulera”, z których odczytano obliczone wartości ciśnienia [3]
Rys.5. Model 2 – model obliczeniowy
stojaka hydraulicznego [2]
70
Ciśnienie [MPa]
60
50
40
30
P.0
P.2
P.3
P.4
P.5
Rys.6. Oznaczenie komórki „przestrzeni Eulera”,
z której odczytano obliczone wartości ciśnienia [2]
70
20
0 2 4 6 8
Czas [ms]
Rys.4. Przebiegi czasowe ciśnienia
w przestrzeni podtłokowej stojaka [3]
Analiza wyników symulacji komputerowej wykazała,
iŜ w rozpatrywanym przedziale czasowym, od 0 do 6 ms,
przebiegi czasowe ciśnienia medium roboczego w przyłączu
zasilającym (P.3), przyłączu zaworu upustowego
(P.4), w dnie spodnika (P.2) i pod tłokiem stojaka (P.5)
są pod względem jakościowym porównywalne [4].
Na podstawie powyŜszych wyników załoŜono, iŜ
podczas analizy numerycznej wartość ciśnienia medium
roboczego w całej „przestrzeni Eulera” jest taka
sama. Zatem odczyt ciśnienia moŜna dokonać w dowolnej
komórce przestrzeni podtłokowej stojaka.
Mając na uwadze powyŜsze załoŜenie upraszczające
w kolejnym modelu dyskretnym stojaka pominięto
przyłącza, decydując się na odczyt obliczonej wartości
ciśnienia w jednej z objętości skończonych, umieszczonej
w „przestrzeni Eulera” na dnie modelu spodnika
(rys. 6). Zmodyfikowany model stojaka hydraulicznego
poddano kolejnym uproszczeniom, polegającym na wyeliminowaniu
szczegółów konstrukcyjnych, takich jak:
sfazowania, podtoczenia, itp. Dzięki tym zabiegom model
MES stojaka (model 2), przedstawiony na rysunku
5, utworzono z 16694 elementów i objętości skończonych.
Rozwiązanie zadania symulacji komputerowej
zjawiska trwającego 20 ms otrzymano po 46 minutach.
Wyniki symulacji komputerowej w postaci przebiegu
czasowego ciśnienia w przestrzeni podtłokowej stojaka
przedstawiono na rysunku 7.
Ciśnienie [MPa]
60
50
40
30
20
0 2 4 6 8
Czas [ms]
Rys.7. Przebieg czasowy ciśnienia
w przestrzeni podtłokowej stojaka [2]
PoniewaŜ model MES stojaka hydraulicznego (model
2, rys. 5), wykorzystany w poprzednim zadaniu numerycznym,
ma postać bryły osiowosymetrycznej, istnieje
moŜliwość zamodelowania tylko czwartej części
stojaka, z uwzględnieniem warunków symetrii. Model
osiowosymetryczny stojaka (model 3), przedstawiony
na rysunku 8, utworzono z 4472 elementów i objętości
skończonych, co w efekcie spowodowało, Ŝe rozwiązanie
zadania symulacji komputerowej zjawiska trwającego
20 ms otrzymano po 7 minutach. Na rysunku 10
przedstawiono wyniki symulacji komputerowej w postaci
przebiegu czasowego ciśnienia, wyznaczonego w komórce
„przestrzeni Eulera” umieszczonej na dnie spodnika
(rys. 9).
W tabeli 1 zestawiono maksymalne wartości ciśnienia
medium roboczego w przestrzeni podtłokowej
oraz maksymalne wartości zsuwu stojaka, otrzymane
w wyniku obliczeń numerycznych z wykorzystaniem
opisanych wyŜej modeli 1, 2, i 3. W przypadku modelu
1 maksymalną wartość ciśnienia medium roboczego
4 MASZYNY GÓRNICZE 2/2011