超深竖井爆破掘进围岩损伤规律数值模拟研究

为了分析爆破荷载作用下超深竖井围岩损伤演化规律,基于三山岛金矿西岭副井爆破施工实践,采用数值模拟的方法,基于ANSYS/LS-DYNA重启动技术,根据爆破设计方案,利用等效爆炸荷载方法,分别对四种地应力(15 MPa、30 MPa、45 MPa和60 MPa)和四种侧压系数(1.0、1.25、1.5和2.0)条件下超深竖井爆破掘进围岩损伤进行数值计算;分析竖井围岩损伤效应,研究地应力与侧压系数对竖井围岩损伤范围的影响。数值计算结果表明:随着地应力的增大,损伤区域受到明显抑制作用,地应力从15 MPa增加到60 MPa,损伤区域的半径从5.75 m减小到3.4 m;随着侧压系数的增大,爆破损伤区域体现出各向异性,损伤区域向较大地应力方向集中。研究成果为控制竖井围岩爆破损伤提供理论基础。

近距爆炸装药形状对板架结构的损伤规律研究

为了研究近距爆炸时柱形装药长径比对板架结构变形损伤的影响规律,以某典型缩比板架结构作为研究对象,采用经实验验证的有限元模型,分析了5种不同长径比装药爆炸对板架变形损伤的影响,并对比分析了药柱与板架夹角为0°和90°两种情形的区别。研究结果表明:随着装药长径比的增大,夹角为90°情况下冲击波反射超压和冲量逐渐减小,夹角0°情况下冲击波反射超压和冲量逐渐增大,高压区逐渐从装药轴线方向到径向方向移动;板架的残余位移与装药质量近似满足线性关系,装药长径比增大时,夹角为90°时靶板的残余位移逐渐减小,夹角为0°时位移逐渐增大;基于板架中心点最大残余位移D,拟合得到了药柱轴线与靶板表面夹角为90°和0°时的轴向等效形状因子β_(1)和径向等效因子β_(2),当比例距离在0.4~0.7 m/kg^(1/3)范围内时,预测误差小于15%,能较好的预估不同装药长径比下板架的中心点残余位移,获取结构的损伤水平。

跨音速风扇转子冰撞击损伤规律及抗冰 撞击改进设计研究

目的揭示脱落冰形状、运动轨迹和姿态对航空发动机风扇转子叶片的撞击损伤规律,增强叶片的抗冰撞击能力。方法采用LS-DYNA进行数值模拟,开展脱落冰与叶片的撞击过程和叶型改进设计研究。结果叶片的撞击损伤程度受脱落冰结构强度的影响,在同样的撞击条件下,叶片受球体冰撞击损伤最严重,而受片体冰撞击损伤最轻。叶片的损伤程度由叶片和脱落冰之间的相对速度和叶片切割冰块的质量共同决定,叶片切割脱落冰的质量越大,塑性变形越严重。当脱落冰入射角为45°时,叶片损伤最严重,对叶片的最大撞击力为17828 N,最大内能达到126 J;当冰片从原始姿态绕y轴旋转90°时,对叶片前缘的撞击载荷最大,叶片塑性变形最严重。改进后,叶片受沿45°入射角脱落冰撞击后最大内能减小16%,失速裕度提高16.2%,峰值效率提高0.33%。结论跨音速风扇转子撞击损伤位置在前缘附近,增大叶片进口几何角和局部厚度能显著提高叶片抗冰撞击能力。

铝蜂窝结构弯曲损伤规律仿真分析及研究

为快速定位铝蜂窝结构弯曲损伤部位,通过有限元分析方法开展铝蜂窝结构弯曲损伤规律分析及研究,获得了铝蜂窝结构试件在弯曲状态下的变形、应变、应力状态分布规律,给出了在弯曲状态下变形、应变、应力最大值的分布形式,为快速定位铝蜂窝结构损伤提供了依据。

循环冷加载条件下受载煤样结构损伤规律

煤体是具有孔隙、裂隙结构的固体介质,孔隙的贯通程度、裂隙的宽度是煤层渗透能力的重要指标,为了使煤体裂隙结构发生损伤而达到增透的目的,对三轴受载煤样进行注液氮冷加载实验,利用液氮注入钻孔煤实验装置系统对煤样施加4 MPa围压,分别进行多周期冷加载作用,通过高倍相机、金相显微镜、声波测速仪和CT成像系统观测煤样表面裂隙宽度、波速衰减率及内部结构损伤情况。根据单轴压缩实验的应力-应变曲线,分析煤样结构随冷加载周期的变化规律。结果表明:(1)煤样裂隙结构损伤程度随冷加载周期的增加而增大,损伤速率随注液氮周期的增加呈现先增加后降低的非线性变化规律;(2)煤样经6周期注液氮冷加载后表面发生颗粒脱落,经过7周期注液氮冷加载后发生宏观碎裂;(3)冷加载对煤样原生裂隙损伤效果显著,并沿着层理方向延伸。液氮冷加载能使煤体结构发生显著损伤,这为冲击地压灾害防治与瓦斯治理提供了新的方法。

交变载荷下储气库储层与盖层损伤规律

在多次循环注采条件下,储气库的储层和盖层往往会受到交变载荷作用,孔隙压力的改变使岩石力学性质发生改变,从而导致储气库圈闭密封性发生变化。为了保障储气库安全高效运行,文中通过开展三轴循环加卸载同步渗透率测试实验,建立了储层与盖层的损伤本构模型,研究了岩石在循环载荷作用下的强度、渗透率变化规律和损伤规律。研究结果表明:在外力作用下,砂岩较容易形成连通裂缝而被破坏,而泥岩由于水化膨胀作用渗透率减小,不容易产生连通裂缝。最大加载应力达到峰值强度的65%~70%条件下,初始压实阶段砂岩渗透率会急速下降,到达一定程度后,渗透率又会逐渐上升,说明砂岩内部裂缝逐渐发育;而对于泥岩,每次应力加载后,渗透率都会先增大、后减小,直至泥岩试样被破坏,说明泥岩在产生裂缝后因水化膨胀作用而裂缝闭合。随着应力循环加卸载次数增多,岩石残余应变、损伤变量会越来越大,导致岩石被破坏。

2Cr11NiMoVNbNB钢蠕变损伤规律的研究

该文对2Cr11NiMoVNbNB钢进行了蠕变实验,试验温度为600℃,采用损伤力学的方法对该材料的蠕变试验数据进行了损伤规律分析研究,同时研究了该材料蠕变断裂时的总应变和应力的关系以及蠕变第二阶段起始时间与应力的关系。结果表明,按照时间分数得到的蠕变损伤和按照蠕变速度得到的蠕变损伤基本一致;在相同的寿命时间分数下,低应力对应的损伤也较大;随着应力的增大,蠕变断裂时的应变也增大,而第一阶段在整个蠕变过程中的比例减小。同时,给出了该材料的Kachanov蠕变损伤公式和 Norton蠕变损伤公式的常数。

循环冲击荷载作用下岩石损伤规律的试验研究

为研究岩石在循环冲击荷载作用下的损伤规律,设计了3组试验,考虑了围压、荷载冲量大小和冲击次数对岩石损伤程度的影响。通过对大理石试件在压力试验机上的模拟冲击加载,测试受冲击后试件轴向超声波波速,并用超声波波速变化量描述试件的损伤度,得出了大理石试件的冲击损伤度与围压大小、荷载冲量大小和冲击次数的相关性。结果表明:在围压相同的情况下,岩石的循环冲击损伤与冲击次数和荷载冲量有关;在荷载冲量相同时,岩石的循环冲击损伤与冲击次数和围压有关;围压的存在提高了岩石的冲击强度,降低了岩石的损伤演化速率;围压效应的显现与冲击荷载的等级有关。

动力冲击下岩石损伤规律的试验研究

为研究岩石在动力冲击下的损伤规律,试验采用一种简易落锤装置,以获取动力冲击,并设计了3组试验,考虑无围压情况下冲击能量和循环冲击次数对岩石损伤规律的影响。通过对砂岩试件加载冲击,利用非金属超声检测仪检测受冲击后试件超声波波速,并根据超声波波速的变化来描述岩石的损伤度。

基于FLAC^(3D)模拟的深部岩体爆破损伤规律研究

在高应力和爆炸载荷共同作用下,深部岩体的损伤和破坏将是一个复杂的动态演化过程。为了对深部岩体爆破损伤破坏的机理及影响因素进行深入细致的研究,利用FLAC3D非线性动力分析手段对不同爆炸峰值应力、不同加载速率及不同静应力对岩体爆破损伤量的影响进行研究,同时探讨了爆破损伤破坏区域随动态加载时间的扩展规律,以定性和定量的方式对爆炸后损伤区进行分析和评估。研究表明:不同峰值应力主要影响应力波上升阶段岩体损伤区域和损伤量的大小,不同的加载速率主要影响损伤区的发展速度,而不同的静应力主要影响拉伸破坏区域的最终形态及拉伸破坏量。研究为深部岩体爆破开挖设计提供一定参考。

射孔作业对孔道周围岩石损伤规律实验研究

利用高温高压射孔实验装置对水泥试样进行了加围压射孔实验,以研究射孔作业对其孔道周围岩石的破坏规律。结果表明:射孔作业对其孔道周围岩石会产生不同程度的损伤破坏,其破坏形式由近孔向外依次为压剪损伤区、拉伸损伤严重区、拉伸损伤衰减区;而随着围压的增加,拉伸损伤严重区范围会减小,裂纹数目减少,损伤程度降低。计算发现孔道周围岩石的渗透率较射孔前有明显增加。本实验结果将为科学分析压裂裂缝起裂规律打下了一定理论基础。

2B06及7B04腐蚀损伤规律研究

现役飞机的铝合金结构腐蚀问题很普遍,尤其是在海洋服役环境下。采用当量加速腐蚀试验的方法模拟飞机服役环境对2B06和7B04两种新型铝合金材料进行加速腐蚀试验,检测这两种型号铝合金材料不同腐蚀年限的腐蚀损伤数据,并分别对这些腐蚀数据进行统计分析,得到2B06和7B04两种新型材料的腐蚀损伤规律,为飞机结构的腐蚀损伤修理及现役飞机的剩余寿命评定提供数据及理论基础。

干喷和湿喷混凝土的力学性能、破裂失稳机制及损伤规律研究分析

与干喷混凝土技术相比,湿喷混凝土技术具有污染小、强度高、均匀性好等特点,能够显著提升建筑工程施工质量和建筑支护效果,近年来在国内外备受提倡。基于力学结构试验及声发射技术对干喷及湿喷混凝土的力学性能及损伤规律进行研究,结果显示,湿喷混凝土的抗压及抗拉强度、综合力学性能均好于干喷混凝土;干喷混凝土破坏时间较湿喷混凝土长、破坏尖峰较湿喷混凝土多、破裂面也大于湿喷混凝土;干喷混凝土的声发射信号特征量与幅值能量变化较大,材料的损伤程度不断加深,而湿喷混凝土的声发射信号特征量与幅值能量变化较小,材料的破坏过程较为缓慢,其基础强度及内部均质性较高。

浅析振动环境中典型电子产品的损伤规律

在分析电子装备结构特点及冲击振动环境影响因素基础上,阐述了电子产品在振动环境中的损伤机理与模式,以某型雷达装备为试验对象,选取该装备某型组合体与电路板进行冲击振动与扫频振动试验,分析了电子产品在振动环境中损伤的一般规律。试验表明:电子产品在振动环境中的损伤不仅与振动类型及幅值有关,也与其自身结构有着密切的关系。

深部高地应力下岩石双孔爆破的损伤规律

为了研究岩石在深部高地应力下的爆破损伤演化规律,基于HJC损伤本构建立岩石双孔爆破模型,采用隐-显式序列算法,综合考虑炮孔间的相互作用、埋深以及侧应力系数因素的影响,设置不同工况条件开展数值计算。结果表明:无地应力条件下,在孔距50~130 cm变化的过程中,发现沿炮孔孔心连线方向的损伤半径逐渐增大,垂直孔心线方向损伤半径逐渐减小;有效破碎面积的变化呈现钟形曲线,存在最佳孔间距d=70 cm使孔间损伤裂纹贯通的同时,有效破碎面积达到最大。地应力工况条件下,在侧应力系数λ=1时,有效破碎面积减小,x和y方向损伤半径均减小,损伤裂纹的扩展受到抑制。而在λ≠1时,损伤裂纹更偏向于地应力较大的方向发育,另一方向的损伤扩展受到抑制。深度即地应力的大小对岩体爆破效果并无线性关系,深度越大,对应侧应力系数下地应力对爆破效果的作用越明显。

浙江省大学生在体育锻炼中的运动损伤规律及其归因研究

通过对浙江省1000名大学生运动损伤的情况作访谈和问卷调查,发现了运动损伤发生的一些规律,并对其进行归因.主要结论如下:小伤多于大伤;运动损伤的发生具有季节特点、性别差异和年级差异;引起运动损伤的因素主要有技术、准备和放松活动、疲劳、场地器材和意外等.

水泥土无侧限抗压强度的损伤规律

水泥土地基因其施工工艺简单、价格低廉而被广泛应用.采用5%,10%,15%水泥掺入量加固不同地域软土,通过无侧限抗压强度试验结果表现为慢性损伤规律性,根据弹塑性损伤规律建立数学模型,经检验其拟合效果良好.

博物馆照明中照度与时间对染色文物的损伤规律

染色文物具有很高的光敏感性,极易受到照明的影响发生褪色和变色等不可逆的永久性色彩损伤,得到损伤规律是降低染色文物照明损伤的前提。本研究选择在可见波段功率较为平均的D55为光源,在4种照度水平下分别对21种绘画颜料样品进行1200 h的照射实验,每120 h对样品进行色彩参数测试并计算色差值。通过多项式拟合方法建立色彩损伤度评价方程组ΔE=f_(i)(I,t)(其中i=1,2,3,…,21),得到21种颜料色差ΔE随照度I和时间t变化的三维可视化曲面图,揭示了照度和时间对不同颜料的色彩损伤规律,实现了损伤规律的数学描述。

帆船运动员运动损伤规律及预防的初步调研

通过对浙江等5支帆船运动队共112名运动员运动损伤流行病学调查,初步了解了帆船运动损伤规律,调查结果显示:帆船运动损伤发病率列前5位的运动损伤依次为腰肌劳损、膝关节骨关节病、颈椎病、腕部软组织挫伤、踝部皮肤擦伤。损伤原因主要有训练水平不足,训练缺乏科学性,运动员心理、生理状态不良和场地、器材、服装、保护用具及不良气候等。针对目前帆船运动损伤发生的原因和运动员在预防运动损伤方面存在的主要问题,分析了帆船运动员损伤预防中应该注意加强的措施。

含共面结构面岩体强度损伤规律研究

岩体结构面的存在对岩体强度造成了不同程度的损伤作用,直接影响了岩体工程的设计和施工。因此,研究岩体结构面对岩体强度损伤的规律显得尤为重要。文章引入损伤系数变量定量描述岩体的损伤程度,采用数值模拟的方法计算不同方案情况下33个试样的峰值强度,分析岩桥倾角、结构面摩擦系数、围压和连通率对损伤系数的影响,给出了它们之间的函数关系,推导出了计算含共面结构面岩体的强度损伤经验公式。利用该公式可以准确的判断岩体强度的损伤程度,为更好的衡量岩体强度参数奠定基础。