钛合金包边复合材料风扇叶片的鸟撞数值仿真

为降低鸟体撞击航空发动机中带钛合金包边树脂基复合材料风扇叶片的试验成本,开展了数值仿真研究,为钛合金包边在航空发动机风扇叶片上的应用提供参考和依据。对风扇叶片进行简化,采用ABAQUS有限元软件构建了鸟撞带钛合金包边和不带钛合金包边的风扇叶片模型,其中,钛合金包边和复合材料叶片之间用粘结界面单元进行粘接,研究了不同鸟体冲击角度和速度下2种风扇叶片的损伤。结果表明:在鸟体冲击速度相同时,随着冲击角度的增大,风扇叶片的损伤增大且能量吸收率提高,在冲击角度也相同时,带钛合金包边的风扇叶片损伤更小且能量吸收率更高;在鸟体冲击角度相同时,随着冲击速度的加快,风扇叶片的损伤增大且能量吸收率提高;在鸟体冲击下,粘结界面单元最终发生拉伸破坏,在低速度冲击下还会发生剪切损伤。

基于特征标记的油田无人值守站运行异常辨识研究

油田无人值守站的运行异常受多种因素综合影响,产生的数据可能存在噪声或错误,导致油田无人值守站运行异常辨识难度上升,所以研究一种新的基于特征标记的油田无人值守站运行异常辨识方法。按照既定时长采集无人值守站运行数据,对采集到的数据进行分析和降噪处理。以数据处理结果为基础,结合均值、方差和均方根值提取异常数据特征,并对异常状态特征进行标记处理,结合油田无人值守站运行异常辨识模型得到相关的辨识结果。实验结果表明,该设计的基于特征标记的油田无人值守站运行异常辨识方法的辨识准确率为93.77%,辨识效果好,可以在相关领域实现广泛应用。

电感耦合等离子体质谱法测定异戊烯基聚氧乙烯醚中15种微量元素

异戊烯基聚氧乙烯醚样品经微波消解后,采用电感耦合等离子体质谱法,在He气的碰撞模式(KED)下,对Na、K、Ca、Mg、Mn、Ti、Zn、Cu、Cr、Ni、Co、Al、Pb、Fe、Zr等15种金属元素的含量进行测定。在优化的实验条件下,测定了各元素的标准曲线及检出限。各元素的加标回收率均在90.0%~110.0%范围内,表明本方法具有较高的灵敏度和准确度。

中国企业涉外能源工程项目群地缘政治风险分析

地缘政治风险对涉外能源工程项目群影响较大,成本超支和进度延误现象频现。为解决此问题,首先,将能源工程项目风险因素划分为复杂性、压力源和非常规风险,指出了项目成本具备三峰分布特征。其次,构建了中国企业涉外能源工程项目群地缘政治风险分析框架,剖析地缘政治风险影响项目成本的演化机理,并考虑“不可抗力”条款,提出了基于参数模型、蒙特卡罗和混沌理论集成的涉外能源工程项目群风险储备测算模型。最后,通过案例验证本研究的有效性。研究发现涉外项目群总成本分布并不呈现无序状态,但具有长尾风险的显著特征,表明政治风险一旦发生,对企业整个项目群负面影响较大。敏感性分析显示影响较高的3大风险是工期风险、经营风险和地缘政治风险。经过合理索赔,发现有利于项目群的机会在增加,如接手一些原先由西方企业承揽的总承包或施工项目。

基于SAM&ImageJ图像处理的堆石混凝土坝层面露石率研究

堆石混凝土坝层面的外露块石为上下层提供了重要的啮合作用,其投影面积比例是科学评价层间抗剪性能的重要指标。采用国际最新Meta AI模型segment anything model(SAM)对层面外露堆石进行自动图像分割,并基于ImageJ软件对SAM识别后的图片进行再加工与图像计算,利用平滑、差分算法、中值滤波等方法精准标定外露堆石,二值化后计算得到层面露石率。结果表明:SAM图像预分割可识别约90%的外露堆石,经过ImageJ二次图像处理后可有效提高小粒径堆石的识别精度,对比手动标注结果误差在±3%以内。以贵州省两座水库的工程应用为例,对浇筑仓面进行分区预处理,结果发现靠近上游、中部、下游不同区域的露石率差别较大,计算得到的层面露石率以10%~30%居多,其中堆石入仓运输通道区域的露石率较低。研究内容与结论可为堆石混凝土结构层间界面抗剪力学性能和大坝蓄水安全稳定的研究提供参考与借鉴。

堆石混凝土劈裂抗拉破坏过程中声发射特征分析

【目的】通过研究堆石混凝土(RFC)和自密实混凝土(SCC)在劈裂抗拉破坏过程中产生的声发射信号,并进一步确定最终的裂缝形态,有助于深入了解RFC和SCC的劈裂破坏特征,从而确保结构的可靠性和安全性。【方法】制作了边长为600 mm的RFC和SCC立方体试件,研究了RFC和SCC在劈裂抗拉破坏过程中声发射参数(振铃计数和累计振铃计数)与位移荷载曲线的关系;利用声发射信号的统计方法(RA和AF)分析确定了RFC和SCC裂纹演化特征;基于RA-AF值的混合高斯模型(GMM)辨识了劈裂抗拉破坏过程中RFC和SCC的开裂模式(拉伸型开裂或剪切型开裂)。【结果】结果显示:在劈裂破坏过程中,RFC声发射振铃计数分布不均,呈现分段式变化特点,累计振铃计数呈现明显阶梯状上升,SCC声发射振铃计数分布均匀,累计振铃计数平缓上升;RFC和SCC的拉伸型裂纹区域对应RA-AF数据点向AF轴靠拢,剪切型裂纹区域对应RA-AF数据点向RA轴靠拢,均表现出明显的原点集中现象。【结论】结果表明:(1)RFC和SCC劈裂抗拉破坏强度分别为其立方体抗压强度的0.065、0.067;(2)在劈裂抗拉破坏过程中,RFC的破坏模式以拉伸型开裂为主,占89.4%,SCC以剪切型开裂主,占53.6%;(3)利用GMM方法,通过概率密度估计能对裂纹的分类特点进行更精确的捕捉。

叶巴滩堆石混凝土二道坝温度应力仿真分析及温控措施研究

对位于高海拔地区的叶巴滩堆石混凝土二道坝工程开展全坝段温度应力仿真分析,重点研究大坝横缝分缝措施和混凝土表面保温措施对坝体温度应力的影响。结果表明:结构分缝措施可以降低坝体内部拉应力,设置1条横缝即可有效控制坝体内部高拉应力区范围,并使应力极值降低约0.8 MPa;混凝土表面保温措施可在秋冬季节显著降低大坝表层混凝土温降幅度,减小表层温度应力水平,使应力极值降低约0.6 MPa;叶巴滩二道坝设置1条横缝并采取表面保温可满足施工期温控要求。

基于DIC技术的自密实混凝土界面裂缝扩展规律研究

采用自密实混凝土作为堆石混凝土坝的抗冲磨层并与坝体进行一体化浇筑成型是一种新构造,其中抗冲磨层与坝体的界面性能至关重要。通过制作600 mm×600 mm×600 mm自密实混凝土(SCC)试件(C40SCC、C25SCC)及C40、C25SCC分层浇注试件(C40-C25SCC),结合数字图像技术(DIC)开展劈裂抗拉试验,分析了自密实混凝土界面裂缝扩展规律。结果表明:SCC断面破坏形态表现为骨料劈裂和剥落2种破坏形式;C40SCC、C25SCC及C40-C25SCC劈裂抗拉强度分别为1.861、1.416和1.362 MPa;基于DIC技术获取了裂缝相关参数,其中C40-C25SCC裂缝最大开口宽度、扩展时间均为最大,分别为0.125 mm、10.667 ms,C25SCC裂缝最大扩展速度最快,为10.12 m/s。研究表明:骨料的存在及粒径大小改变了试件破坏形态,影响了裂缝开口宽度及扩展速度变化。

基于增材制造的原位合金化制造方法的研究进展

基于增材制造的原位合金化方法是利用激光或电子束将多种元素粉或多种预合金粉的混合粉末熔化,使材料同时进行合金化和致密化的一种成本低廉、快速高效的开发新材料的方法,已经在高熵合金开发、新型生物医用合金打印件开发等领域得到初步应用。总结了混合粉末的形貌、粒径、高熔点粉末含量及粉末混合技术对原位合金化打印件性能的影响的研究结果。研究表明,混合粉末的颗粒级配需要同时保证元素混合均匀性和粉末流动性,才能保证原位合金化打印效果。激光功率、束斑直径、重熔工艺等打印参数对熔池几何特征影响很大,继而也强烈影响原位合金化的效果。熔池深度越大,越能保证打印过程中的层间重熔,促进元素均匀,但过深的熔池会造成孔隙。还介绍了基于原位合金化打印制备具有成分波动或成分梯度的合金材料的研究进展。原位合金化工艺本身固有的成分不均匀性有助于制备成分不均匀的合金,从而获得具有双相结构的打印件,这是基于预合金粉打印无法得到的。基于多材料及多相流模型,原位合金化粉床激光熔融过程的数值模型也被研究者建立,模拟得出的原位合金化的增材制造工艺优化参数与针对预合金粉打印的差别很大。最后对增材制造原位合金化技术的应用前景和面临的挑战作出了展望。

多壁管增强泡沫铝结构动态响应及吸能性能研究

为了提高泡沫铝吸能性能,该文将多壁管及泡沫铝材料相结合,提出了一种多壁管增强泡沫铝结构.通过Hopkinson压杆试验以及有限元分析软件ABAQUS/Explicit,研究了泡沫铝、多壁管及其增强泡沫铝的动态压溃特性.对比分析了泡沫铝复合多壁管前后的变形模式、吸能性能,并讨论了多壁管增强泡沫铝的应变率效应以及应变率对多壁管增强泡沫铝耦合增强作用的影响.研究表明,有限元仿真能够较好地模拟试验结果.测试结果表明所采用的泡沫铝应变率效应不明显,而多壁管及多壁管增强泡沫铝应变率效应较为明显,在高应变率下其能量吸收可进一步提升.在动态冲击条件下,多壁管增强泡沫铝峰值力相比单一多壁管或泡沫有明显的耦合增强,其能量吸收相比单一多壁管及泡沫铝能量吸收之和提升10.34%.通过研究多壁管增强泡沫铝的动态压溃特性,可为承载吸能构件的应用提供依据和参考.

高温环境下多壁管增强泡沫铝压溃行为的理论分析与数值模拟研究

通过理论和数值模拟方法研究了新型高效吸能结构——多壁管增强泡沫铝在高温环境下的压溃特性及能量吸收性能。采用能量法预测了多壁管增强泡沫铝的轴向压缩平均力,在此基础上研究了温度以及泡沫铝与多壁管材料流动应力之比对结构吸能效率的影响。结果表明:理论预测值与有限元结果吻合较好,最大误差值为-6.7%;环境温度从室温上升至350℃,温度升高导致材料力学性能下降,多壁管增强泡沫铝平均力下降了1/3;另外,流动应力之比会影响多壁管半折叠波长或塑性铰数目,因此通过控制合适的流动应力之比可以提高结构吸能效率。

水下自护混凝土与钢筋握裹力试验研究

随着水下自护混凝土技术的推广和应用,其关键工艺参数水下保护剂浓度对水下自护钢筋混凝土结构性能的影响成为关注的热点。基于水下自护技术,在常用工作浓度范围内,对水下自护混凝土的素混凝土力学性能、混凝土与钢筋握裹力、微观孔隙结构开展了试验研究。试验结果表明:在不同水下保护剂浓度下,水下自护素混凝土抗压强度水陆强度比均超过80%;混凝土与钢筋握裹力水陆强度比约在40%~65%,水下保护剂浓度越高,混凝土与钢筋握裹力水陆强度比越低;混凝土基质区域孔隙率和混凝土与钢筋握裹力存在负相关关系;水下保护剂能够有效提升水下自护混凝土的力学性能,但水下保护剂浓度的提升会对混凝土与钢筋握裹力强度造成不利影响。因此,合理选择水下保护剂浓度并增加钢筋用量是提升水下自护钢筋混凝土工程的可靠性的重要举措。

结合Mask R-CNN和SAM获取堆石混凝土坝堆石级配曲线

堆石混凝土坝施工过程质量控制的关键是浇筑密实度,其不仅决定于自密实混凝土工作性能,也与堆石体中的空隙性质密切相关。快速获取堆石粒径级配可以保障浇筑质量的同时,有利于进一步降低成本。现场的堆石数量巨大,依靠手工测量块石粒度不切实际,依靠图像识别技术快速获取堆石粒径是可行的办法。利用MaskR-CNN算法和大模型Segment Anything算法,设计了一套完整的、可操作的获取现场堆石粒径级配曲线的方法。该级配计算方法利用了MaskR-CNN算法和Segment Anything算法各自的优势,提高了堆石料粒径识别结果的准确性,拓展了堆石粒径识别的应用场景。将该方法应用于某堆石混凝土拱坝施工现场,取得了良好效果。

寒冷地区堆石混凝土坝温度应力仿真分析——以东庄二道坝为例

针对寒区堆石混凝土坝内外温差引起坝体裂缝问题,以东庄二道坝为依托,基于工程图纸进行网格划分和三维建模,进行三维有限元模型计算,对堆石混凝土重力坝温度应力场进行仿真分析,并结合工程实测数据进行参数反演标定。结果表明:施工期坝体拉应力在冬季呈现较高水平,拉应力主要出现在坝体上下游面一定厚度的表层区,尤以中下部高程的抗冲耐磨混凝土拉应力最大;在冬季内部拉应力明显高于坝的两侧,两个坝段宽度方向均出现超过允许应力的情况。建议将短缝加深四层有限元单元,坝体稳定性得到较大提高,工程量相对较小,既安全又经济,为最优方案。

绿塘整体浇筑堆石混凝土拱坝施工期温度仿真研究

【目的】绿塘大坝是一座不分横缝、整体浇筑的堆石混凝土拱坝,旨在解决坝体分缝过多而带来的施工干扰大、速度慢以及堆石率低等问题。为深入探究这种新拱坝型式的温度场分布特征与应力变化规律,得到堆石混凝土坝体不分缝或少分缝的理论依据,【方法】基于实测资料开展有限元温度仿真计算,考虑上游防渗层及预制混凝土块模板、混凝土水化反应及弹性模量增长、徐变等,采用结构多场仿真与非线性分析软件SAPTIS模拟整体浇筑拱坝的分层拱圈浇筑全过程,并分析坝体温度场与应力分布规律。【结果】结果显示:绿塘大坝施工期的混凝土水化温升较低,约3~10℃,部分高温月份浇筑的混凝土温升后能达到38.6℃;施工期拱向拉应力普遍小于0.8 MPa,仅上游自密实混凝土防渗层的局部应力达到1.5 MPa,预制混凝土块模板起到辅助吸热和力学约束作用;横缝对拱坝上游面的应力改善较为明显。【结论】结果表明,堆石混凝土拱坝采用不分横缝、全断面整体上升浇筑的型式是可行的,但建议上游防渗层设置短缝和高温季节采取合适的温控措施,该坝型对促进快速筑坝技术发展具有重要意义。

自密实混凝土早龄期孔结构演化及其强度形成规律研究

为保证水工混凝土构筑物在早龄期阶段的服役安全性,进行早龄期自密实混凝土力学性能和细观结构试验。制作100 mm×100 mm×100 mm的自密实混凝土试件,研究不同龄期(1 d、3 d、7 d、14 d、28 d)自密实混凝土立方体抗压强度的发展规律;分析龄期与自密实混凝土孔隙率、孔径分布之间的关系;构建龄期影响下抗压强度与孔隙率和T_(2)谱面积之间的数学模型。结果表明:自密实混凝土立方体抗压强度随龄期呈现非线性增长,且主要增长期为前7 d;随龄期发展,1号峰面积逐渐增大、2号和3号峰面积逐渐减小,自密实混凝土内部小孔隙(毛细孔)数量逐步增多且中、大孔隙数量逐步减少;1号峰面积和毛细孔孔隙率均与自密实混凝土立方体抗压强度呈正相关,且能更好地反映自密实混凝土强度的发展。随龄期增长,7 d之前毛细孔占比增长迅速,中孔和大孔占比减幅巨大,中、大孔均向毛细孔转变,28 d时内部结构中毛细孔占比达80%以上;毛细孔分形维数介于0.189~0.865,中孔分形维数位于2.881~2.977之间,大孔分形维数在2.906~2.998区间变化,整体上大孔分形维数明显大于中孔及毛细孔分形维数。

煤矿灾害预警数据集成管理平台研究与应用

针对深部矿井地质的复杂性与灾害的多样性,开展基于海量数据驱动的深部矿井无人化、智能化监测预警技术与装备研究是提高深部煤矿开采安全保障的有效途径。然而,目前煤矿监测系统间关联性差、数据利用率低、数据深入智能分析不够,导致煤矿防灾措施实施针对性差,可能存在防灾措施不到位或过量的现象。针对煤矿灾害监测预警的需求,提出了煤矿灾害监测预警大数据平台架构,设计了结构数据、非结构数据、时序数据等异构数据的混搭数据存储方案,从数据汇集、数据质量、数据融合、数据指标等方面设计煤矿监测数据治理方法,并提出面向煤矿灾害预警应用的多租户数据集市构建技术,从而支撑煤矿灾害分析应用的多样化数据需求。

太湖典型菜地土壤氮磷向水体径流输出与生态草带拦截控制

农业面源氮磷输出是导致太湖流域地表水富营养化主要原因之一,查明该地区农田土壤地表径流氮磷向水体迁移形态与通量,并实施径流控制,对水体富营养化治理具有重要现实意义。蔬菜地是太湖流域重要的农业种植方式。通过设置野外径流小区,观测了春夏季蔬菜地土壤氮磷径流输出,并探讨了生态拦截草带对径流中不同形态氮磷拦截效果。结果表明,2004年10月25日至2005年8月17日,菜地土壤氮磷径流输出总量分别为3 010.9和695.0 g.hm-2;其中颗粒态为主,分别占64%和75%。可溶态氮中,NH4+-N为主,占50%,可溶态磷中H2PO4-为主,占87%。生态拦截草带对径流氮和磷拦截效率分别为42%~91%,30%~92%。生态草带对颗粒态氮磷拦截效率大于可溶态。拦截草带可有效地控制蔬菜地土壤氮、磷通过径流向水体迁移。

堆石混凝土及堆石混凝土大坝

本文提出一种新的大体积混凝土施工方式,即以自密实混凝土在堆石体中流动充满堆石体形成完整的混凝土,简称堆石混凝土。文中简述了堆石混凝土的优点,介绍了堆石混凝土试验,试验结果证明自密实混凝土在堆石体中有良好的流动性能,利用自密实混凝土填充堆石体,可以得到具有良好密实性和高强度的堆石混凝土。本文还结合堆石混凝土的特点,建议了几种充分发挥堆石混凝土优点的新坝型:堆石混凝土拱坝/重力坝、堆石混凝土心墙堆石坝和堆石混凝土混和坝。

土壤有机碳密度及储量的统计研究

阐明了土壤有机碳密度及储量统计的重要意义 ,介绍了国内外有关土壤有机碳储量研究的最新进展 ,探讨了一种较为精确的土壤有机碳密度计算方法并列举了计算实例 。