BLOCK PIVOT METHODS FOR SOLVING FRICTIONAL CONTACT PROBLEMS

Based on elementary group theory, the block pivot methods for solving two-dimensional elastic frictional contact problems are presented in this paper. It is proved that the algorithms converge within a finite number of steps when the friction coefficient is ''relative small''. Unlike most mathematical programming methods for contact problems, the block pivot methods permit multiple exchanges of basic and nonbasic variables.

双块式无砟轨道轨枕与道床板界面脱空损伤识别

为准确识别双块式无砟轨道轨枕与道床板连接面脱空损伤,建立了双块式无砟轨道冲击回波有限元模型,分析界面损伤对弹性波传播规律的影响。在室内浇筑含有不同损伤位置和不同损伤程度的混凝土复合试件,采用冲击回波法进行损伤识别。研究结果表明:脱空损伤会显著影响弹性波在界面处的传播,基于回波信号分析可识别损伤;弹性波频率主要受激振锤大小的影响,应结合结构易损位置和理论计算选取合适的激振锤;混凝土复合试件的试验厚度值与理论厚度值相差仅为1 cm,测试结果合理,可用于判断脱空损伤程度,但不能确定损伤区域;利用平面成像技术可准确识别轨枕与道床板界面脱空范围,为双块式无砟轨道结构养护维修提供一定参考,试验结果验证了冲击回波法用于双块式轨道层间脱空识别的可行性和合理性。

6 kV开关合闸回路增加延时闭锁功能改进方案

某厂6 kV开关因机构拒动或卡涩等原因,频繁发生开关合闸线圈烧毁或合闸继电器接点粘连等电气故障。结合6 kV开关的二次合闸控制回路原理,分析得出开关合闸线圈烧毁或合闸继电器接点粘连的原因,提出并设计了在合闸回路中通过增加时间继电器来实现延时闭锁功能的改进方案。

Finite Element Analysis of Fretting Behavior Between an Engine Cylinder Block and a Main Bearing Cap

The finite element analysis of the fretting behavior between a cylinder block and a main bearing cap is presented. The stresses, relative fretting slip, frettin g friction work parameter W and crack initiation location parameter Gon the fretting contact surface of the cylinder block are obtained and analyzed. It shows that the fretting fatigue problem of the cylinder block can be quantitat ively explained by WorG. The effects of pretightening force, friction factor and material combination of the cylinder block and the main bearing cap are studied. The computational results indicate that the fretting fatigue of the cylinder block can be allayed by increasing the elastic modulus of the cylinder block, but not by changing the other two factors.

基于改进DINO的铁路接触网异物检测方法

针对铁路接触网异物类别多样、场景多变的开放目标检测问题,提出基于改进DINO目标检测算法的铁路接触网异物检测方法。首先,基于铁路接触网异物图像特征,利用EfficientNet网络替换原始模型中的Resnet主干网络,并结合卷积注意力模块(Convolutional Block Attention Module,CBAM)对EfficientNet网络进行改进,在颈部结构采用改进后的加权双向特征金字塔网络(Bidirectional Feature Pyramid Network,BiFPN),以增强模型对重要特征的关注度,提升检测性能;其次,通过马赛克数据增强和环境干扰等多种数据增强技术对输入图片数据进行处理,丰富样本数据的特征;最后,利用铁路人工智能平台实现铁路接触网异物检测的应用。结果表明:所提方法在性能方面表现优异,其平均精度均值可达89.87%,与YOLOv5,DETR和原始DINO这3种典型的目标检测算法相比,分别提高了6.40%,7.31%和5.75%。该方法能够满足行车线路上接触网异物的准确、快速及智能化识别要求,为接触网异物检测提供重要的技术支撑。

新型嵌段硅油防水锁剂的研制与评价

针对低渗气藏钻完井过程中外来流体侵入引发的水锁损害问题,以高含氢嵌段硅油为主剂,复配有机硅表面活性剂、消泡剂等助剂,制备了一种适用于低渗气藏的高性能防水锁剂FWB。采用红外光谱对嵌段硅油的分子结构进行了表征,并通过表面张力法、接触角法、岩心自吸法、渗透率恢复率实验和钻井液配伍性等实验综合评价了防水锁剂FWB的性能。实验结果表明,1%防水锁剂FWB可将水相表面张力大幅降低至22.28 mN/m,将水相接触角由29°提高至120°,岩心自吸水量的减少幅度达69.2%,且渗透率恢复率可提高至89.3%。该防水锁剂具有良好的钻井液配伍性。研制的防水锁剂FWB可以显著降低钻完井过程中的水锁损害程度,能有效保护低渗油气储层。

低渗透气藏有机硅防水锁剂的制备与性能评价

针对低渗透气藏钻完井过程中因水相侵入引发的水锁损害问题,以双端含氢硅油(DHSO)、烯丙基缩水甘油醚(AGE)、三甲胺盐酸盐(TMHC)等为原料,通过硅氢加成反应和环氧基开环反应合成了一种阳离子有机硅表面活性剂DAT,并复配消泡剂等助剂,构建了有机硅防水锁剂DAH。使用傅里叶红外光谱和核磁共振氢谱对合成产物进行表征,其分子结构符合预期设计;通过表面张力测定、岩心接触角实验、岩心自吸实验、岩心驱替实验等对防水锁剂DAH的性能进行评价。结果表明:1%DAH溶液的表面张力大幅下降至21.28 mN/m;经1%DAH溶液处理后,水相接触角由20°提高至110°,岩心自吸水量下降83.1%,渗透恢复率提高至82.68%。该防水锁剂DAH可大幅降低水相表面张力,能够通过静电作用在岩心表面形成致密吸附膜,将岩心表面润湿性由亲水性反转为疏水性,减少了钻完井过程中的水相侵入,并有助于水相返排,具有优异的降低水锁损害功效,对保护低渗储层产能具有重要意义。

人字闸门支枕垫块接触应力分布与磨损分析

为研究人字闸门支枕垫块接触应力分布与接触面磨损情况,以支枕垫块二维模型为研究对象,基于经验公式和Archard磨损计算通式,建立支枕垫块接触应力与接触面磨损量计算模型,利用有限元分析方法获取不同主横梁支反力作用下支枕垫块接触应力大小与分布情况,以及不同转速、过盈量条件下的接触面磨损量变化分布规律。结果表明:支枕垫块接触应力大小在初始线接触位置两侧近似呈对称分布,随着主横梁支反力的增大,接触应力呈现出递增趋势;人字闸门的应力主要集中在主横梁轴线上,并在梁之间急剧减小;接触面磨损量随着闸门转速和支枕垫块配合过盈量的增加而呈现递增趋势,最大磨损深度向下游侧偏移。

某大型电站1号发电机集电环室异音诊断及处理

某大型电站1号机组发电机站内开机试运行时,发电机集电环室内出现金属撞击异音的异常现象,针对异音产生后声响分布的位置进行分析、检查及排除,由简入繁、由易入难,并最终确定异音产生的部位为发电机上导油槽接触式油挡碳精块在机组运行过程中无法随轴领径向跟随所导致。在分析、排除异音过程中针对发电机各部位的检查流程、原因锁定也为其他电站发电机相类似异音产生后的分析、处理提供了详实的指导及借鉴。

大宁区块致密气储层解水锁剂与排水采气一体化技术

针对山西大宁区块致密气井中后期出现严重水锁问题,从溶蚀改善储层渗流通道、降低表面张力和适度增大接触角等多因素出发,优选出适用于致密砂岩气的解水锁剂配方。实验评价结果表明,解水锁剂与地层水配伍性好,对金属腐蚀性低,表面张力降低至26.3mN/m,与玻璃的接触角为61.7°。经解水锁剂处理过的岩心在恒定驱替压力下的水锁指数得到明显降低,岩心水锁损害程度为弱。在岩心自吸实验中,经解水锁剂处理过的岩心的含水饱和度也降低了16个百分点以上。现场试验与应用效果表明,解水锁剂与天然气压缩机联用,进行解水锁、排水采气一体化作业,施工程序简单,可大幅缩短作业时间,气井产能恢复效果明显。多因素条件下研发解水锁剂以及与天然气压缩机联作施工模式,对中后期致密砂岩气井解水锁、恢复产能具有一定的指导和借鉴意义。

星载电子设备散热凸台设计与返修方法

针对星载电子设备热设计中导热垫选型困难和散热凸台设计复杂的现状,文中以某星载数据处理器为例提出了一种高效的散热凸台设计及返修方法。通过分析导热垫厚度与接触热阻的关系以及导热垫压缩量与接触压力的关系,确定了导热垫的选型和散热凸台的结构设计方案。通过热仿真分析,证明了该方案在热设计上的合理性。经过导热垫试装及工装检验,验证了设备180余处散热凸台二次返修后安装0.5 mm厚GapPad3000S30型导热垫的匹配性,证明了该散热凸台设计及返修方法的合理性和高效性。该方法在研制热耗较大、散热器件较多的星载电子设备中具有很高的工程实用价值。

高压电缆缓冲阻水层劣化机理及评价技术研究

针对高压电力电缆半导电缓冲层技术现状,对阻水带材特性、半导电缓冲层设计、相关制造工艺进行展开分析,归纳各环节与电缆成品缓冲层性能的相关因素,论述各因素的风险与累积影响。基于高压电力电缆外层屏蔽结构,提出高压电力电缆半导电缓冲层间接触评价方法与技术实现,基于批量样品的测评与统计,给出半导电缓冲层间电接触性能劣化分级。最后提出高压电缆缓冲层改进方向与可靠性提升建议。

采场上覆岩层面接触块体结构的力学机理分析

在现场观测的基础上,建立了直接顶面接触块体结构的物理力学模型,并分析了其力学实质,提出了面接触块体结构的力学定义.同时基于块体理论中确定关键块体的思想,运用矢量分析法确定了面接触块体结构中的关键接触面,对其进行了力学分析,从而深入研究了面接触块体结构的力学特性,获得了结构整体所受的挤压力和摩擦力的解析式,并且针对大阳泉煤矿8113综放工作面进行了实例计算,所得结果与现场矿压观测结果基本吻合.

面接触块体结构的力学特性研究

建立了面接触块体结构的力学模型,给出了结构中块体接触面上力的计算公式,研究了结构中挤压力的传递迹线及最大主应力的分布特点,并对该种结构的稳定性进行了深入研究,结果表明,结构中挤压力传递迹线和最大主应力分布曲线为拱形,结构稳定性受结构两端所受挤压力和结构中的块体数量控制.此研究为解决老顶岩层破断后以面接触块体结构形式存在时的采场矿山压力问题奠定了基础.

二阶流形元法与结构变形分析

在原有一阶流形元法的基础上开发了二阶流形元法数值仿真模型和相应的计算程序，并给出了计算实例．结果表明，二阶流形元法可以以较高的精度分析一般结构的变形和接触应力问题，对大变形问题独有优势．并能很好地模拟不连续介质的破坏过程及块体破坏后的运动．

大同采场覆岩面接触块体可动性判定研究

为研究面接触块体结构 ,运用矢量分析法判别了大同采场上覆岩层常见的 3种面接触块体的可动性 ,缩小了找关键块体的范围 。

扬子块体与华北块体在海区的接触关系——来自上下源、长排列多道地震剖面的新认识

在新一轮南黄海区域地质地震调查工作中,针对地震地质条件和勘探目标,设计了新的地震资料采集技术方案——上下源延迟激发+长排列接收,获得了强反射界面之下的深部地层有效反射,揭示了千里岩断裂两侧分布着向南逆冲的构造推覆带.结合重力、磁力反演成果认为,千里岩隆起区为扬子块体与华北块体碰撞接触带,扬子块体向北运动与华北块体碰撞后楔入到华北块体之中.

断层面的有限单元模拟方法综述

有限单元法是研究地球科学问题的重要工具之一。本文概述了国内外学者利用以连续介质理论为基础的有限单元法研究地学,特别是地震学、地壳形变学科时,对具有非连续性特点的断层所采用的几大主流处理方法,并阐述了各断层模型基础上(弱化带模型、劈节点模型、接触模型以及块体模型)所展开的地学研究。

考虑股线接触与摩擦行为的710 mm^2碳纤维复合芯导线(ACCC)股线损伤分析

利用扫描电镜观察710 mm^2碳纤维复合芯导线(ACCC)过滑车试验后股线的磨损形貌,分析滑车底径对股线损伤的影响及股线损伤机制.同时,考虑股线间的接触与摩擦行为,建立导线全尺寸模型进行导线过滑车非线性动力学有限元分析.试验结果表明:导线过滑车后股线出现塑性变形与磨损,在股线表面初始磨损处以黏着磨损的形式扩展,且股线损伤随滑车底径的增大有所改善;数值分析表明:股线等效塑性应变与摩擦能量损耗开始于导线过滑车时的弯曲过程,且随滑车底径增大而减小,股线损伤的模拟结果与试验情况吻合.在此基础上,研究股线间摩擦系数对股线损伤影响,得到股线损伤随摩擦系数的减小而减小.研究初步认为滑车底径为30倍导线直径时股线损伤在可接受范围内.

层状岩石边坡倾倒破坏过程的数值流形方法模拟

层状岩石边坡的倾倒破坏是岩石边坡失稳破坏的主要形式之一。本文利用数值流形方法对一层状岩石边坡的倾倒破坏过程进行了模拟。模拟结果表明:在不考虑块体间粘结力的情况下,块体间的摩擦角决定着岩石边坡的稳定性。随着摩擦角的增加,块体间的摩擦系数增大,岩石边坡的稳定性增强,并出现相应的滑动区、倾倒区和稳定区。模拟结果与相应的理论预测结果相吻合。