70、工业与军事领域关键问题研究

工业与军事领域关键问题研究

1 研磨工作台上法兰宽度研究

1.1 研究背景

研磨操作是机械行业的典型工艺，但会产生大量粉尘，严重影响工人职业健康，甚至可能引发粉尘爆炸。目前虽有良好的防尘效果设计，但研磨工作台的人体工程学设计常被忽视。因此，结合粉尘控制效果和人体工程学设计来研究研磨工作台的上法兰宽度具有重要意义。

1.2 研究方法

1.2.1 粉尘控制效果分析方法

• 模型建立 ：使用CAD绘制不同上法兰宽度的研磨工作台几何模型。工作台通过后排气罩和下排气罩通风，后排气罩为10mm×10mm的条形吸风口，高度h2为600mm，长度L1为2000mm；下排气罩宽度W1为900mm，工作台高度h1为800mm。分析上法兰宽度W3分别为0mm、250mm、400mm和500mm的情况。
• 计算方法和边界条件 ：采用Fluent软件求解模型，使用单精度3D求解器和标准k - ε双方程模型。假设流场中的气体为牛顿流体且不可压缩，模拟中后排气罩速度设为0.4m/s，下排气罩速度设为0.5m/s，使用TGrid（混合网格）边长0.03m进行网格划分。

1.2.2 腰痛分析方法

使用Jack软件分析腰痛情况。将在2.1.1中建立的工作台和磨床模型输入Jack软件。研究中使用手柄长度为125mm、重量为2.3kg的角磨机，工人站立操作。以95%身高和体重的中国男性作为数字模型中的工人，通过Jack软件的【Human】→【Create】菜单创建。使用【Lower Back Analys