监控矿井安全的压力传感器

澳大利亚Mincad Systems私人有限公司正承担一项新型水压应力计的分析项目，该应力计可以监视地下矿井中的岩石应力。该应力计被插入到一个钻孔中，一个内部水力囊膨胀到初始设置的压力处，迫使压盘偏向钻孔边。随后的水压力的变化显示了周围岩石压力的改变。

尽管应力计是一个相对简单的物理设备，但它能满足准确的模拟需要，同时还能考虑多项复杂的分析情况。这些包括：改变接触条件；大的塑性变形；复杂的加载序列；不可压缩的传压流体；和液压压力的直接输出。 Mincad Systems的Ken McNabb说：“对这类问题的求解方法不是很清楚，因此我们寻求FEA（澳大利亚）的Derek Wilson的建议。FEA提出了一些创新的求解方法，这对我们的帮助非常大，而且他们一直帮助我们，直到达到我们的目标。”

对于那些仅依赖相对过时的“摩擦/间隙”单元的有限元系统，模型改变接触条件是非常麻烦的。但在LUSAS中不存在这样的问题，非常先进的“滑移线”工具可以模拟应力计里面或周围的两个接触区域。滑移线的另一个优点是对于大变形情况也是适合的。而一般的间隙单元仅用于解决小变形的问题。

在这个方法中，使用“约束方程”来模拟不可压缩的传压流体。装满液体的水力囊的各边运动，与一个独立的外部节点连接在一起。该节点能够直接加载到“泵送”的水力囊上。强大的LUSAS工具通过非线性分析，允许支承条件在分析中改变。这使得外部节点在水压力初始施压后被固定在一个位置。在传压液体中的压力接下来能够在这个新的固定节点上，从LUSAS计算得到的反力中直接读取。 强大的工具、创新能力以及用户和FEA支持人员之间的密切团队合作，帮助Mincad Systems成功地分析了这个设备。而这在*初看来，目前的有限元分析技术似乎是不适合的。

"对这类问题的求解方法不是很清楚，因此我们寻求FEA的Derek Wilson的建议。FEA提出了一些创新的求解方法，这对我们的帮助非常大，而且他们一直帮助我们，直到达到我们的目标"。

Ken McNabb, Mincad Systems