The quadratic B-spline curve fitting for the shape of log cross sections

This paper describes a new method for simulation of the cross section shape of log. The self-developed MQK3102 log shape recognizing machine was used to acquire the finite discrete sampling points on the cross section of log and those points were fitted with the quadratic B-spline parametric curve. This method can clearly stimulate the real shape of the log cross section and is characterized by limited sampling points and high speed computing. The computed result of the previous curve does not affect the next one, which may avoid the graphic distortion caused by the accumulative error. The method can be used to simulate the whole body shape of log approximately by sampling the cross sections along the length direction of log, thus providing a reference model for optimum saw cutting of log.

多连杆式下斜刃横切剪剪切力数值分析

针对多连杆式下斜刃横切剪剪切力求解问题,采用有限单元法建立了数值求解模型。用装配后的实物进行了剪切实验,将数值解和实验解、文献解进行对比,三者结果之间比较吻合,验证了数值求解模型合理性。对不同带材厚度h、剪刃侧向间隙Δ、下剪刃斜度tanα、剪切液压缸伸出速度v及上下剪刃磨损量ω下的横切剪剪切力分布规律进行了归纳。分析结果表明,下剪刃磨损对剪切力的分布影响大于上剪刃的磨损,剪切厚度为6mm的带材的最佳剪刃侧向间隙Δ可取为(0.4±0.1)mm、下剪刃斜度tanα可取为1/25、剪切液压缸伸出速度可取为(300±50)mm/s。提出了横切剪在设计、选型、电气调试以及实际使用过程中的一些建议。

截面型式及槽宽比对高填明洞土压力影响分析

利用离散元软件PFC2D,考虑到土体的离散性与不均匀性,通过分析洞顶平均竖向土压力、内外土柱相对沉降差以及颗粒间接触力链的变化规律,探讨截面型式(矩形、1/4拱形、1/2拱形)及槽宽比(B/b=1.5∶1,2∶1,3∶1,4∶1)变化对高填黄土明洞土压力的影响,结合顾安全公式,分析高填明洞沉降差与土压力间的函数关系,并修正该函数,使其可以适用与不同的截面型式与槽宽比下的高填明洞。结果表明:(1)B/b确定,明洞采用矩形截面时,接触力链在洞顶分布,平均土压力更大,明洞采用拱形截面时,平均土压力更小,但拱顶存在局部应力集中现象;(2)明洞截面型式一定,随着B/b的增大,洞顶平均竖向土压力与沉降差均随之增大,当B/b较小时,边坡作用增强,外侧土柱沉降降低,对内土柱的作用力变小,从而导致明洞顶竖向土压力更小;(3)内外土柱沉降差与附加土压力呈线性相关,相对于矩形截面,拱形截面下较小的沉降差会产生相同的附加土压力,更有利于结构的稳定。

松软破碎厚顶煤大跨度切眼变形破坏特征与控制技术

安阳主焦煤矿大断面切眼常采用被动支架沿顶布置,围岩变形量大、易漏冒,工人劳动强度大。针对上述问题,采用数值模拟方法研究了裂隙发育、位移和应力分布与切眼跨度之间的关系,提出了围岩控制策略和支护方案。结果表明,随着切眼跨度的增大,围岩塑性区范围逐渐增加,顶板以剪切滑移或拉剪破坏为主,两帮以泊松效应膨胀拉伸—剪切破坏为主;顶板下沉量、巷帮内挤和底鼓量均逐渐增大;顶煤、直接顶和基本顶部分岩层逐层渐次移动,顶板部分区域出现较大的裂隙,冒落拱以上深部顶板发生整体移动;巷道顶底板中有害拉伸应力区域范围呈现拱形分布,且逐渐增大。根据切眼围岩变形破坏特征,提出了高强度、高刚度、高预紧力的强力支护和被动单体液压支柱补强的主被动联合支护方法。现场工业性试验表明,切眼围岩得到了有效控制,可为类似裂隙发育托顶煤大断面切眼围岩控制提供参考。

大断面隧道“楔形掏槽+高能孔”布设方法研究

在大断面隧道爆破中,由于掏槽孔的位置布置不合理,导致掌子面中间岩体时常出现“鼓肚”现象。为解决大断面隧道爆破“鼓肚”现象,提出了一种“楔形掏槽+高能孔”的炮孔布设新方法。以云南省鲁巧高速共和村隧道为工程背景,采用有限元软件LS-DYNA建立“楔形掏槽+高能孔”的数值模型,研究了炮孔底部有效应力和岩体动态损伤,并与现场隧道掏槽爆破方案进行对比,同时结合现场爆破试验对所提新方法进行验证。研究结果表明:现场实验验证了“楔形掏槽+高能孔”炮孔布设方法可有效消除“鼓肚”现象,减少掏槽孔和数码电子雷管数量,确定了该方法的合理性以及适用性;主掏槽孔底部测点1、2和3产生的应力值较小,当高能孔爆炸后,应力急剧上升至454.9 MPa,可对主掏槽孔爆破后遗留的中间保留岩体进行有效破除;采用改进后的爆破方法,掘进效率提升16.9%,炮孔平均利用率达到91.5%,炸药单耗降低19.7%。提出的大断面隧道“楔形掏槽+高能孔”布设方法在保障施工安全的同时,达到了降低成本提高施工效率的效果,为大断面隧道爆破方案优化设计提供借鉴。

核电站厂房大型混凝土墙切割及断面处理施工技术

在“双碳”背景下,核电从单一发电到居民供暖,再到工业供汽,核能正在综合利用领域逐步摸索进化,从“单一型选手”向“多功能互补”转变。核电在转变进化过程中,厂房的结构改造越来越多,包括结构的拆除、开孔、增加结构和增加其他功能等。核电厂房物项繁多、结构复杂、墙体宽厚、钢筋密集和混凝土强度等级高,加上在运行期间,实施窗口受限;因此,针对核电厂房的改造难度大,传统的改造工艺已无法满足需要。通过对某核电站某项目闸门井改造施工技术进行研究,采用绳锯模块式切割拆除大型钢筋混凝土墙体,断面处理选用新型材料硅烷浸渍剂对灌浆层表面进行防腐处理,很好地解决核电升级转型过程中涉及大型混凝土墙体改造的需求。

一种基于割集断面树的电网关键输电断面搜索方法

关键输电断面是大电网运行调度中的重点监控环节。运行方式分析中需要有效的搜索算法识别关键输电断面,以便调度人员提前掌握和预判系统可能存在的热稳定风险。为此,提出了一种基于割集断面树的电网关键断面搜索方法,可以实现快速准确的关键断面搜索。首先在图模型中搜索桥结构,实现图模型简化;其次根据线路间开断灵敏度和潮流方向一致性构造断面构成关系矩阵,提出了割集断面树的定义和构造方法;最后,结合重过载辨识,实现了具有割集性质的电网热稳定关键断面搜索。IEEE 39节点系统的测试结果表明:所提方法可以快速准确地得到电网的关键断面,相比现有方法得到的断面结果更加全面。

特厚煤层短壁综放大断面切眼巷道围岩控制研究

以山阴金海洋南阳坡煤矿特厚煤层短壁综放工作面为研究对象,针对跨度达8.7 m的综放大断面切眼支护设计,既要满足有效控制切眼巷道围岩变形,又要尽可能减少支护材料浪费和支护成本偏高的问题,利用数值模拟软件FLAC3D研究了不同支护方案下顶板预应力场分布特征,确定了大跨度切眼的支护形式为锚杆、金属菱形网、锚索+W钢带以及单体支柱等的联合支护形式,通过校核支护参数,支护设计均能够满足要求,最后对围岩变形量进行了现场观测,浅部、深部基点离层值分别为9 mm、12 mm,巷道顶板下沉量约为140 mm,煤壁侧巷道变形量约为105 mm,老塘侧巷道变形量约为98 mm,围岩变形量小,说明大断面切眼巷道得到了有效控制,能够满足安全生产使用要求,为其他类似工程条件的大断面切眼支护问题提供了借鉴。

煤矿掘进机巷道断面自动截割成形控制方法研究

常规的巷道断面自动截割成形控制点位标定均为单点设置,控制的覆盖范围受限,导致最终得出的成形控制垂直偏差增大。针对这一现状,开展煤巷断面自动切割成型控制方法的研究和设计。基于目前的控制要求,探究截面自动切割成型的运动,采用多点位的方式打破控制覆盖范围受到的限制,完成空间位置坐标多点位设定。在此基础上,进行截割臂摆动角控制,设计多感知截割成形控制模型,采用自动平衡调速的方式来实现控制处理。结果表明,在3 200 mm、3 500 mm、3 800 mm、4 200 mm这4个截割断面尺寸下,结合截割点的变动,根据实际的成形控制需求,最终得出的成形控制垂直偏差被较好地控制在40 mm以下,说明此次设计的巷道断面自动截割成形控制方法更佳,针对性与稳定性明显提升,实际应用效果好,具有较高的实践价值。

抽水蓄能电站勘探平洞掏槽爆破方法研究

为解决抽水蓄能电站勘探平洞钻爆掘进单循环进尺低问题,加快抽水蓄能电站工程地质勘察施工进度,提出了“大直径空孔环+桶式多阶段”新型掏槽方法,并分析了其参数合理性和破岩机理。工程实例应用表明,掏槽方法可将抽蓄勘探平洞(小断面)单循环平均进尺、月平均进尺分别提高并稳定在3.12 m和280 m水平,在抽蓄勘探平洞(小断面)钻爆法快速施工中具有显著适用性和优越性,同时,在抽蓄勘探平洞、矿山岩巷、抽蓄排水廊道等有快速掘进需求的小断面隧洞中具有极高的推广应用价值。

地面自动过分相中开关切换的瞬态过程研究

针对在铁路分相区实测的机车过分相时的过电压波形,研究了分相区接触网的等效电气参数和数学模型。通过理论分析指出,采用电子开关实现地面自动过分相,实现机车带载(不分闸)过分相的同时,也可避免过电压的产生。对机车处于中性区时地面开关分闸的截流过电压和地面开关合闸的合闸过电压进行了理论分析,仿真验证了分相区的开关切换产生的过电压及理论分析有效。

木质素含量对四倍体刺槐嫩枝插穗扦插生根的影响

以四倍体刺槐1年生嫩枝插条为试验材料,分析插穗木质素含量与其横截面剪切强度、相关酶活性和激素关系,并探究不同木质素含量的插穗扦插生根性状的效应,为四倍体刺槐扦插选择合适插穗提供理论参考。结果表明:(1)插穗的木质素含量与其横截面剪切强度呈极显著正相关关系(相关系数为0.99),根据剪切强度可以间接地估算其木质素含量。(2)插穗的木质素含量与其POD和PPO活性呈极显著正相关关系(POD相关系数为0.98,PPO相关系数为0.92),也与激素ABA含量呈极显著的正相关关系(相关系数为0.97),而同IAA、IBA呈不显著的相关性,根据POD和PPO活性以及激素ABA含量对生根的影响可以推测木质素含量对生根有一定的影响。(3)不同木质素含量的插穗生根性状差异显著,木质素含量为19.47%时插穗生根能力最强,其插穗生根率为60.39%,平均每株生根量为9.70个,根长为4.85cm;木质素含量为10.60%时插穗生根能力最差。(4)生根性状最佳时的木质素含量为19.47%,其对应的剪切强度范围为40～50kg。

基于图切地质剖面的区域成矿地质体三维建模与资源评价——以桂西南地区锰矿为例

以成矿规律研究和成矿条件分析为基础的二维成矿定量预测方法难以精确表达含矿地层的三维空间分布情况,导致其预测结果的可靠性差。本文针对矿产资源预测评价中的真三维地学分析需求,以平面地质图和图切地质剖面图为三维地质建模的数据源,按照线框架建模的技术思路,由剖面轮廓线和地面地质界线联合重构了成矿地质体的三维表面,较好地表达了桂西南地区成锰地质体在三维空间中的分布情况。同时,为了分析三维空间中锰矿资源量的分布情况,本文采用规则体元将研究区的三维地质空间分割为连续场,并结合区域锰矿二维成矿定量预测的成果,获得了研究区1 000m以浅含锰地层中锰矿资源量的三维空间分布:研究区锰矿资源量主要集中在上泥盆统(以五指山组为主,5 036万t)和下三叠统北泗组(3 447万t);而下石炭统大塘组资源量仅为566万t,以前的二维预测对该地层内赋存的锰矿资源量估计偏高。三维预测较好地反映了含锰地层三维形态对锰矿分布的控制作用,为研究区锰矿定量预测提供了新的技术手段。

深井大采高综采工作面切眼联合支护技术

针对深井大采高综采工作面切眼断面大、深埋层、支护难的实际情况,对传统的支护方式进行了论证研究。结果表明,相对于传统的锚网索支护或棚式支护,"锚网索加挑棚和木垛联合支护"方式能够较好地控制大跨度、大高度条件下的切眼顶板及两帮围岩的变形。介绍了该支护方式的具体支护参数及施工工艺,并成功应用于潘集第一煤矿2141(3)工作面。

掘进机智能型自动成形恒功率截割控制系统的研究与应用

掘进机是煤矿巷道机械化掘进中最重要的设备,目前仍由司机手动操作。由于掘进环境恶劣,工作条件差,粉尘、水雾等影响司机的视野,造成掘进巷道断面成形质量差、劳动强度大。针对上述问题,文章介绍了一种掘进机智能型自动成形恒功率截割控制系统,详细介绍了智能型自动成形恒功率截割控制系统中掘进巷道断面自动成形控制和截割头恒功率自动牵引调速控制的设计与实现,并介绍了该系统在EBZ200型掘进机上的应用情况。实际应用表明,该系统实现了远程在线监视、诊断与控制功能,使操作人员远离工作面迎头,减少了人员伤害事故,对实现安全、高效自动化巷道掘进具有一定的现实意义。

复合顶板大断面开切眼锚网索支护技术研究

为解决复合顶板大断面开切眼支护难题,根据王家岭煤矿20106工作面大断面开切眼的地质条件,通过物理模拟试验分析了复合顶板大断面开切眼围岩变形破坏特征,结果表明:大断面复合顶板开切眼顶底角及顶板易变形破坏,开切眼扩帮期间围岩变形破坏明显超过掘巷期间围岩变形,提出了具有针对性的围岩控制对策,确定工作面开切眼采用"二次成巷+锚网索+单体液压支柱"联合支护方式,现场工程实践结果显示,开切眼最大离层量为9 mm,最大断面收缩率为6.6%,支护方案较好地控制了大断面开切眼的围岩变形。

薄基岩大断面切眼超长锚杆锚索联合支护技术研究

针对赵固二矿1105大采高工作面切眼矿压显现剧烈、围岩变形大、难以维护等问题,以理论分析、数值模拟和现场试验为主要研究方法,对切眼支护参数进行优化设计。结果表明,常规锚杆锚索联合支护无法锚固到稳定岩层内;而采用新型的5m超长锚杆和锚索联合支护,切眼围岩变形得到了较为明显的控制,顶板下沉量由212mm降低到170mm,变形速率大大降低,两帮片帮程度明显较小。

综放工作面大断面切眼锚网索支护技术研究

根据现场工程地质条件调查分析、岩石物理力学特性和超厚坚硬高瓦斯大断面综放切眼围岩力学变形机制及其转化研究 ,提出了超厚坚硬高瓦斯综放工作面巷道锚网锚索耦合支护设计方案。根据试验结果 ,证明在白芨沟矿采用锚网锚索耦合支护技术在技术上是可行的、安全上是可靠的 。

一种减缩微带天线RCS的新型开槽结构

提出了一种能在较宽频带范围内减缩微带贴片天线雷达散射截面(RCS)的新结构。该结构通过对天线贴片开圆形槽和横槽减缩高频段的RCS,结合对接地板开纵槽减缩低频段的RCS,从而实现了整个频带内RCS的有效减缩。理论分析和仿真、实测结果表明,该结构在保证天线辐射性能的同时,对2 GHz～8 GHz频段有较大幅度的RCS减缩,最大减缩值达27.16 dB。

不同态碳纤维复合材料冲裁断裂行为

为了揭示不同态碳纤维复合材料(CFRP)在剪切冲裁过程中的变形及断裂行为,优化冲裁工艺方案,利用自主设计的冲裁模具,在CMT5105美特斯微机控制电子万能实验机上完成系列冲裁实验,研究了碳纤维织物层数、树脂膜层数、温度、冲裁速度、冲裁间隙、冲头角度对CFRP断裂行为的影响,并对载荷-位移曲线中出现的单、双峰现象进行了分析。结果表明:碳纤维织物与树脂膜交替舍甫放的CFRP断裂形式为分层断裂,当试件的厚度较小时,树脂膜易发生撕裂;温度的变化使树脂与碳纤维织物的结合状态改变,对断裂行为影响较大;冲裁速度太高或太低均使断面质量较差;冲裁间隙、冲头角度较小时,材料以剪切断裂为主,断面质量较好。