鄂尔多斯盆地太原组灰岩成岩演化及控储作用

鄂尔多斯盆地太原组灰岩有良好含气显示,但目前控制灰岩储层形成的关键成岩作用类型尚不明确。针对此问题,利用岩心、薄片、阴极发光、扫描电镜、LA-ICP-MS测试等资料,开展储层特征及成岩作用研究,进行成岩流体示踪,恢复储层成岩演化历程并分析对储层的控制。研究表明:(1)太原组灰岩储层以黏结生屑灰岩为主,共经历海底泥晶化、混合水白云石化、准同生期岩溶、同生-埋藏阶段的5期次胶结以及硅质交代等多类型成岩作用。(2)利用基质灰岩与各期次关键成岩作用产物微区元素地球化学特征对比,识别出浅埋藏期“封存海水”、准同生期暴露“大气淡水”、准同生期-浅埋藏期“混合水”以及埋藏期“残余淡水”等多期次成岩流体环境。(3)储层成岩演化认为准同生期“大气淡水”流体的溶蚀作用是区内储层发育的关键驱动力,而各类胶结以及小规模白云石化作用对储层则是持续充填破坏。太原组灰岩沉积期高频海平面升降控制下的控储成岩作用模型,可为有利区预测提供帮助。

梁在几种典型载荷作用下的弹性力学求解方法

梳理了针对梁在典型载荷作用下三种代表性求解方法,基于均布载荷作用下梁问题的解答,给出了梁受梯度分布载荷作用下的求解方法。将梁模型与复合材料力学相关联,加深了学生对弹性理论的理解。基于叠加原理,给出了具有复杂受载情况下梁的分析方法,拓展了学生对理论应用的认识,具有一定的工程应用价值和教学实践意义。

巧用体力与面力的变换求解非常体力弹性力学问题

在弹性力学问题的求解中,考虑体力的计算比考虑面力的计算要复杂很多,而且在力学实验中模拟体力的载荷条件通常也比较困难。因此,将体力转化为面力,可以简化弹性力学问题的求解,并且对于实验设计,也可提供极大的方便。本文以两个典型平面问题为例,分别探讨了在直角坐标系和极坐标系下对非常体力的处理方法,为实验的设计提供了新的思路,有助于学生灵活运用弹性力学理论解决实际工程问题,具有一定的工程应用价值和教学实践意义。

随机纤维网络材料力学性能研究进展

随机纤维网络材料广泛存在于生物材料和人造复合材料中,具有密度低、孔隙率高、比表面积大、变形能力强、比性能优异和结构可调控等优势,在过滤吸收、隔热减振、化学催化、组织工程、柔性电子和航空航天等领域中发挥了重要作用。与传统的均匀连续介质相比,随机纤维网络材料具有十分复杂的内部微观结构,因而对其力学性能的研究始终围绕着探索微观结构特征与宏观力学响应之间的关系展开。针对随机纤维网络材料力学性能综述,主要包括微观结构表征和力学性能研究评述两个方面,总结了试验测试、本构关系和数值模拟等方面的研究成果及其所面临的关键问题,对随机纤维网络材料力学性能的研究发展趋势进行了展望。

编织复合材料拉伸力学性能的研究

针对三维四向和五向编织复合材料进行了拉伸实验，从宏观角度研究了它们的力学行为，获得了这些材料的主要力学性能参数及变形、破坏规律。基于宏观实验，本文还对拉伸试件断口进行了扫描电镜测试，从细观角度对编织复合材料的破坏机制作了分析，得到一些重要结论。

鄂尔多斯盆地中东部太原组石灰岩天然气勘探新突破及勘探方向

近年来,鄂尔多斯盆地中东部下二叠统太原组石灰岩天然气勘探先后有2口水平井测试获得高产气流,展示了该新领域良好的天然气勘探前景,但由于储层致密且相关勘探配套技术支撑不够,制约了该区天然气的勘探。为此,基于钻井岩心、微观薄片和地球化学特征等资料,系统研究了太原组石灰岩的烃源岩条件、储层特征、输导体系以及保存条件等天然气成藏地质条件,建立了太原组石灰岩天然气成藏模式,攻关形成了致密石灰岩微断层与流体地震预测、缝网体积压裂改造等关键配套技术,并预测了天然气勘探有利区带。研究结果表明:①太原组石灰岩天然气藏为源内气藏,上古生界石炭系—二叠系煤层和暗色泥岩是主要烃源岩;②受沉积微相控制,该区发育生屑滩和生物丘相2类石灰岩储层,其中生屑滩相石灰岩储层岩性为生屑石灰岩,储集空间类型主要为残余生屑体腔(溶)孔、晶间微孔,平均孔隙度为2.4%,生物丘相石灰岩储层岩性主要为藻黏结石灰岩,储集空间类型为残余生屑体腔(溶)孔和藻格架(溶)孔,平均孔隙度为2.2%;③断层和裂缝是煤系烃源岩油气向太原组石灰岩储层运移的通道,山西组二段泥岩是良好的盖层,太原组石灰岩天然气藏是具有“三明治”结构的源内气藏特征;④针对石灰岩储层致密、微断层及流体识别难度大、酸化效果不理想等问题,攻关形成了“导向滤波+人工智能+关键地震信息融合”相结合的微断层刻画技术、基于概率神经网络的含气饱和度地震定量预测技术以及“先成缝后成网”的缝网体积压裂改造技术。结论认为,乌审旗—横山—靖边和榆林—米脂—清涧是太原组石灰岩天然气勘探有利区,有利区面积约1.5×10^(4) km^(2),该领域的深化勘探有助于推动整个华北地块太原组石灰岩气藏的勘探进程。

环氧树脂复合泡沫材料的压缩力学性能

对空心玻璃微珠填充环氧树脂复合泡沫材料进行了准静态压缩实验,研究了材料的宏观压缩力学性能,并提出了弹性模量和屈服强度的预测公式。此外,对压缩试件的断口进行了宏、细观观察,研究了材料的压缩破坏机理。结果表明,复合泡沫材料在压缩过程中,具有普通泡沫材料的应力-应变曲线的典型特征,在应变为2%左右时材料发生屈服,在应变大于30%后发生破坏。此外,材料的杨氏模量和强度均随密度的减小而下降,预测公式给出的结果与实验值基本一致。压缩试件断口的宏、细观观察表明,复合泡沫材料主要的破坏形式为剪切引起的弹塑性破坏。

三维编织复合材料强度的数值预报

在实验研究和有限元分析的基础上 ,提出了一种经验性强度失效判据 ,并利用刚度预报的模型和有限元分析的结果 ,进一步提出了强度预报的方法 .强度计算的结果表明

空心微珠填充聚氨酯复合泡沫塑料的宏、细观力学性能

针对不同空心玻璃微珠填充比的聚氨酯复合泡沫塑料进行了宏观压缩实验,研究了材料的准静态压缩性能。讨论了微珠与基体粘接界面质量以及微珠内外径比对材料性能的影响,发现界面粘接不良导致了材料性能的下降,并基于Mori-Tanaka方法和幂函数模型对不同粘接状况下材料弹性模量的上下限进行了预测。此外,还在扫描电镜下观察了材料形貌,并进行了细观压缩实验,观察了表面胞体的变形和失效情况,从而对这类材料的变形和破坏机理有了进一步的认识。

三维编织复合材料力学行为研究进展

对三维编织复合材料的细观结构几何模型和力学性能的研究进展进行了综述。重点介绍近几年该领域的研究成果和作者的一些研究工作,其中包括三维编织复合材料力学性能的实验研究和理论研究。在理论研究方面,介绍了弹性应变能法、纤维倾斜模型、三细胞模型和有限元模型等工作。最后,对未来的研究趋势进行了展望。

玻璃纤维束增强聚氨酯泡沫的拉压力学性能

通过对普通聚氨酯泡沫塑料和纤维束增强聚氨酯泡沫塑料的准静态拉伸和压缩实验,研究了不同密度和纤维束质量填充比对材料力学性能的影响.实验观察表明,拉伸试件沿垂直载荷方向断裂,呈脆性破坏特征;而压缩破坏试件表面存在着斜向裂开的小块体.实验结果表明,纤维束增强泡沫塑料的应力-应变曲线具有与普通泡沫塑料相同的特征;纤维束能够有效提高材料的模量和强度;材料密度越大,纤维束和树脂基体的体积含量越高,增强效果越好.

聚氨酯泡沫塑料在应力波加载下的压缩力学性能研究

通过ＳＨＰＢ冲击实验装置研究了硬质聚氨酯泡沫塑料在应力波加载下的动态力学性能，得到了泡沫塑料在较高应变率下的应力－应变曲线；确定了泡沫塑料的动态屈服强度和动态弹性模量等力学参数，并同落锤冲击实验及准静态压缩实验的结果进行了比较。

泡沫塑料力学性能研究综述

本文对泡沫塑料静、动态力学性能的研究文献进行了综述，重点介绍近期的研究进展，并简单介绍作者在这一领域的一些工作．

三维四向编织复合材料结构模型的几何特性

建立合理的三维编织复合材料结构模型,对其力学性能的有限元计算结果具有重要影响.以成型后的三维四向编织复合材料为研究对象,在实验观察和以往研究的基础上,提出了一个新的有限元胞体结构模型,该模型正确地反映了纤维束的交织方式,更符合三维四向编织复合材料的实际细观结构.基于该单元模型推导了编织参数与结构模型参数之间的几何关系,计算了胞体中纤维体积比并讨论了其几何特性.研究结果表明:当纤维束中的纤维丝根数和纤维束半径,以及纤维体积含量一定时,编织物的花节长度和厚度随着纤维编织角的增大而分别减小和增大,三维四向编织复合材料结构的纤维体积比理论上可以达到68%.

聚氨酯泡沫塑料的强度与断裂韧性

针对３种密度的聚氨酯泡沫塑料进行了拉伸实验．通过无缺口试件确定了３种密度泡沫塑料的拉伸断裂强度，而利用有缺口试件确定了这些材料的拉伸断裂韧性为了研究高密度泡沫塑料的拉伸断裂机制，还对破坏后试件进行了扫描电镜分析．此外，还简要讨论了泡沫塑料拉伸断裂力学性能的理论预测问题。

聚氨酯泡沫塑料剪切力学性能的研究

对聚氨酯泡沫塑料进行了低速扭转实验， 研究了这类材料的剪切力学行为， 确定了材料的剪切弹性模量和剪切破坏强度等力学性能参数．并且， 对扭转试件断口进行了扫描电镜分析，研究了泡沫塑料剪切破坏的机制．最后， 利用作者得到的理论公式，对聚氨酯泡沫塑料的剪切力学性能进行了理论预测．结果表明。

各向异性随机泡沫模型的弹性性能分析

为了利用随机模型来分析泡沫材料微结构的各向异性对其力学性能的影响,在各向同性的Voronoi随机泡沫模型基础上,通过引入胞体生长速度的差异,得到各向异性的开孔和闭孔随机泡沫模型.利用有限元方法对模型的弹性性能进行了数值分析,得到相对杨氏模量和泊松比同各向异性尺寸比的关系,并和理论预测结果进行了对比分析.结果表明,建立的开孔和闭孔随机泡沫模型能较好地反映泡沫材料的各向异性力学性质;且开孔和闭孔泡沫的各向异性力学性能均与泡沫材料的相对密度有关.

泡沫塑料拉伸力学性能的研究

对高密度泡沫塑料进行了拉伸实验，研究了材料的拉伸力学性能，并考虑了应变率效应和温度效应．实验结果表明：高密度硬质聚氨酯泡沫塑料在拉伸加载下应变率效应不太明显，但温度效应却十分明显．在拉伸加载下泡沫塑料具有明显的脆性变形特征，其应力应变曲线存在明显的非线性．此外，文中对泡沫塑料的模量和强度进行了理论预测，预测值与实验值基本一致．

金属泡沫填充薄壁圆管的轴压载荷-位移关系

将泡沫填充圆管的能量吸收视为泡沫与圆管两者之和,基于包含偏心率效应的直链塑性铰模型和Reddy等对Alexander模型的改进结果,对圆管的变形模式进行了更改,以此来反映管壁与金属泡沫之间的相互作用效应,导出了金属泡沫填充圆管的静、动态轴向平均压溃力的表达式.通过理论预测与实验的对比,发现理论预测偏低,但与实验曲线的趋势保持一致,比空管与金属泡沫的平均载荷之和略高一些.此外,泡沫填充圆管的平均压溃力随填充泡沫平台应力的增大而呈线性增加,与已有研究结果及实际情况一致,由此表明了模型的合理性.

开孔泡沫塑料率相关的拉伸力学性能及本构关系

以Ｌｅｄｅｒｍａｎ的工作为基础，通过假设基体材料服从Ｖｏｉｇｔ体描述的粘弹性本构关系，导出了开孔泡沫塑料受拉伸的率相关本构关系；在此基础上研究了泡沫塑料力学性质同应变、应变率和结构参数的关系．