碳/环氧复合材料缠绕压力容器的冲击损伤效果及无损检测评价技术

碳/环氧复合材料压力容器已广泛应用于空间系统。此类容器对冲击损伤非常敏感,冲击损伤可造成容器结构强度的严重降低。详细介绍了国外进行的冲击损伤研究成果,并对检测冲击损伤的各种无损检测技术进行了比较和评价。

直拳击打发力时机的生物力学分析

拳击中的击打力量与拳速、拳的有效质量有关,还与发力时机有关。通过对直拳击打过程的分析,建立了人体的基本力学模型,运用运动生物力学原理与几何方法,从“寸劲”这一概念对“发力”给予了诠释,并最终导出了结论: 直拳发力时的最佳关节角为135°～160°。

复合材料网格箍筋在构件中受力性能的研究

复合材料(简称“复材”)网格箍筋具有耐腐蚀强度高的特点,但其为弹脆性材料,无屈服点,仅通过传统拉伸试验不能全面反映复合材料网格箍筋在混凝土结构件中的发挥效率。本文设计了角部破坏试验与直线段破坏试验,并进行测试,研究了复材网格箍筋破坏模式和受力性能。其中角部破坏试验可以获得复材网格箍筋在混凝土构件中对应的破坏模式(节点破坏和杆件破坏),可判断出节点强度是否能保证杆件性能充分发挥。直线段破坏试验可定量测得节点破坏时杆件的发挥效率。基于试验结果,本文提出了一个强度简化计算模型,并对轴压荷载下混凝土方柱中的复材网格箍筋的发挥效率进行了预测,预测结果与试验结果吻合较好。

基于图像分析的直墙拱形巷道岩爆片剥试验

针对岩爆片剥研究的不足,基于ImageJ图像分析软件,开展了具有岩爆倾向性的直墙拱形巷道岩爆片剥试验研究,制作了可清晰观测巷道围岩临空面的试样;通过透明亚克力板材对试样进行约束,得到了全巷道临空面片剥现象。结果表明,随载荷增加,灰度孔隙率总体呈现下降趋势,表明巷道临空面超过灰度阈值的面积范围不断增加,灰度值在持续升高,应力在持续增加;随载荷增加,巷道临空面灰度均值总体上在增加,巷道临空面片剥前灰度值升高明显,说明应力在升高,达到临界应力后巷道临空面产生片剥;总体上来看,颗粒数量是在逐步减少。巷道临空面片剥前灰度孔隙率、灰度均值、颗粒数量均有明显变化,可通过这些参数来综合反映巷道岩爆片剥的演化规律及前兆,并通过图像分析来揭示岩爆片剥问题。

直缝与螺旋缝埋弧焊管静水压爆破试验结果比较研究

统计了46根直缝埋弧焊管、41根螺旋缝埋弧焊管的静水压爆破试验的结果,分析其爆破特征,计算实际屈服压力/理论屈服压力、实际爆破压力/理论抗拉压力、实际最高抗拉压力/理论抗拉压力的比值,分析起爆点和止裂点位置、爆破裂口的方向和长度特征、起爆点在钢管的位置特征等,研究二者的差别。分析认为,直缝与螺旋缝埋弧焊管的综合质量性能良好,都能满足油气长输管道的使用要求,在一些具体细节上略有差异。

锅炉水冷壁管制造缺陷引起的爆管原因分析

锅炉水冷壁管管材的原始缺陷是导致水冷壁失效的一个重要因素。本文以两起水冷壁管内壁轧制缺陷引起的水冷壁爆管事故为例,通过宏观分析、金相组织观察、力学性能测试等方法对水冷壁爆管进行分析,确定其原因分别为在钢管轧制过程中产生直道和重皮缺陷,可为同类型缺陷预防提供参考。

隧道围岩结构面倾角对诱发岩爆的影响研究

为了解结构面倾角对诱发岩爆动力失稳行为的影响,通过采用GDEM数值模拟软件,开展了含不同角度闭合多节理的直墙拱形隧道在全断面开挖卸荷作用后对诱发结构面型岩爆的数值模拟研究,分析了隧道在开挖卸荷下围岩的裂纹扩展行为、应力变化、碎块体的体积与块体的弹射速度等力学特征。研究表明,由于围岩内节理倾角空间位置的不同,导致在隧道开挖卸荷后,容易在节理尖端围岩处形成应力集中,造成不同程度的应力重分布,改变了围岩裂纹的扩展行为和承载能力。且围岩破坏模式受结构面倾角的影响明显,缓倾角强化了结构面的抗剪切作用,不易形成岩爆。陡倾角易诱发压剪滑移破坏,诱发岩爆。研究结果对含节理隧道的开挖设计与灾害防治有重要的工程意义和学术价值。

基于超声波平测的巷(隧)道岩爆破裂演化试验研究

针对岩爆试验及监测研究的不足,基于超声波平测法声波监测,利用真三轴加卸载试验系统开展了直墙拱形巷(隧)道在单面约束情况下的双轴压缩岩爆试验,分析和探讨了岩爆破裂演化与平测波形规律。结果表明,随着垂直载荷的增加,巷(隧)道围岩两帮呈现出起伏、粗糙破裂面和片剥体,整体试样产生沿加载方向发展演化的裂纹;实现了全程的超声波平测法声波监测,经过波形对比分析,可以较好的反映围岩表面附近和内部的破裂演化进程,波形开始畸变可做为围岩岩爆破裂演化的前兆;通过监测分析平测法声波波幅,可以掌握围岩内部的全程发展变化情况,实现对围岩能量聚集、耗散与释放过程的识别;对于巷(隧)道围岩层裂、离层及完整围岩岩爆等可应用超声波平测法进行声波检测与监测。