雷德利克-邝气体在任意准静态过程中的摩尔热容

利用热容量与状态参量的热力学关系式,导出了雷德利克-邝气体摩尔定体热容、定压热容;运用热力学第一定律和内能与状态参量的热力学关系式,导出了雷德利克-邝气体在任意准静态过程中的摩尔热容.

P-V图上直线准静态过程中的焓变与熵变

分析了在P-V图上表示为一条直线的理想气体准静态过程中,系统的温度,吸放热及焓与熵的变化规律。

常村煤矿S6-8工作面岩层运动的连续-非连续方法模拟

为了细致地模拟煤矿开采中复杂的岩层运动现象,探讨开采速度的影响,采用自主开发的连续-非连续方法,通过引入应力跌落和准静力计算模式,以常村煤矿S6-8工作面为背景建立数值模型,模拟采动诱发采场上覆岩层的变形-开裂-运动过程。结果表明:本方法可较为细致地模拟煤矿开采中一系列复杂现象,例如,采场上覆岩层的弯曲变形、下沉、开裂、离层和层间错动、直接顶的周期垮落、工作面煤壁上方岩层近似平行展布的倾斜穿层裂缝、若干破断岩块形成的近似等腰梯形结构和采空区局部闭合;开采速度越快,直接顶初次垮距越大,这是由于采场上覆岩层向下运动不充分,直接顶垮落主要受自身和开采卸荷的影响。

高温超导磁悬浮准静态的力弛豫特性

为了研究顶部籽晶熔融织构法制备的钇钡铜氧超导块材在Halbach永磁轨道上的准静态悬浮力弛豫特性,定义了弛豫完整过程,划分为激励过程(含起始状态、中间过程、终止状态)、弛豫过程和稳态结果;在激励过程起始和终止状态相同时,通过搭建的悬浮力测试装置,研究了复杂中间过程对稳态结果的影响;基于磁化和Anderson-Kim模型建立了弛豫分析模型,对力弛豫规律进行分析和总结.研究结果表明:4种不同中间过程位移形式的稳态结果趋于一致,但位移过程中的最大悬浮力受到往返次数以及速度的影响,其中最大悬浮力点分布在随时间对数衰减的曲线周围;弛豫过程前终止状态的悬浮力与移动速度正相关,经过弛豫过程后的稳态结果趋于一致,而弛豫过程后以不同移动速度重复往返一次,移动速度对最大悬浮力的影响明显减弱(最大悬浮力差值由3.7 N降低为2.0 N);超导体在激励过程和弛豫过程中皆存在弛豫现象,而移动速度以及往返次数对最大悬浮力的影响结果是激励过程力弛豫的表现.

304不锈钢多层梯度点阵结构压缩性能及梯度率影响研究

采用试验与有限元分析相结合的方法研究了变密度多层梯度点阵型金属减振结构的吸能性能。首先,以体心立方(Body-Centered Cubic,BCC)结构为基础单胞,分别设计了变直径BCC(Diameter BCC,DBCC)和变角度BCC(Angle BCC,ABCC)两种梯度点阵结构,并采用选择性激光融化工艺实现了304不锈钢多层梯度结构的制备。然后,对比研究了梯度点阵结构和均匀点阵结构的压缩和吸能性能。有限元仿真和实验结果均表明,DBCC结构自压缩过程开始,低密度层带动高密度层逐层坍塌,在小应变阶段具有较高的吸能效率,而应力分布不均匀导致其力学性能和整体能量吸收大小较均匀结构大幅降低。ABCC结构小应变阶段抗压性能强,压缩至大应变阶段发生逐层塌陷,一定程度上提升了结构的吸能性能,同时增大ABCC结构梯度率可有效提高结构的弹性模量和吸能特性。

含缺陷陶瓷基复合材料L形构件承载性能及破坏过程

本文基于图像重构技术,构建了陶瓷基复合材料代表性体积单胞及L形构件的有限元模型,预测了陶瓷基复合材料的弹性模量。通过试验和数值仿真,研究了强制拉伸位移作用下L形构件的承载性能及破坏过程。结果表明,在缺陷对构件承载性能的影响规律方面,仿真结果与试验结果一致性较好,两者相差约10%。L形构件内侧圆角区域主要承受拉伸作用,外侧主要承受压缩作用。内侧缺陷影响试样的承载性能,承载性能随缺陷面积的增大而降低;而外侧缺陷会影响试样的破坏过程,微观缺陷会扩展为宏观破坏,以材料脱层为主。本文的研究方法与结果可为陶瓷基复合材料典型构件承载性能的测试与分析提供参考。

高频电磁水处理器处理腔的电磁场仿真分析及实验

处理腔是高频电磁水处理器的重要组成部件,为了确定何种处理腔结构对高频电磁阻垢除垢具有更佳的效果,利用准静态学方法对2种常见的处理腔即同轴式处理腔和螺线管式处理腔进行了电磁场分析,得到了同轴式处理腔主导场为电场、螺线管式处理腔主导场为磁场的结论;利用Ansoft Maxwell软件建立了有限元模型,仿真分析其内部的电磁场能量的分布,仿真分析表明:当施加相同的激励源并处理相同体积的水时,同轴式处理腔内的电磁能量大于螺线管式处理腔;最后,设计了一套高频电磁阻垢除垢系统和微型循环水系统,并自行配兑钙离子浓度为5mmol/L的碳酸钙溶液进行了实验研究,检测了溶液中电导率和生成的晶体形态,并用挂片法测定了阻垢率。实验结果表明:2种处理腔都有一定的阻垢效果,但同轴式处理腔的阻垢效果明显优于螺线管式处理腔。

考虑准静态缓变量的船体角形变测量

针对船体静态角形变缓慢变化的特征,在Mochalov船体角形变理论和姿态匹配算法的基础上,提出了一种用角速度的一阶Markov过程来描述静态角形变缓慢变化行为的方法。考虑到静态形变角速度变化较慢、相关时间较长的实际情况,一阶Markov过程可进一步简化为随机游走过程。仿真结果表明,视"准静态"角形变为常量的Mochalov角形变模型无法跟踪"准静态"角形变的缓慢变化,精度较差;而新的形变模型不仅能够跟踪缓慢变化的"准静态"角形变,对于转舵等因素引起的短时大幅角形变也同样有效,总形变测量精度优于30″(RMS),这为激光陀螺船体形变测量技术进入工程应用打下了基础。

泡沫夹层结构复合材料准静态压痕实验

研究了两种芯材高度的泡沫夹层结构复合材料在准静态压痕力下的损伤过程与形式,通过控制压头位移得到位移与接触力的关系曲线以及不同位移下的损伤形貌,比较了两种芯材的损伤过程。结果表明:损伤过程为泡沫塌陷、泡沫芯材出现裂纹、夹层板上蒙皮分层和芯材与下蒙皮脱粘;损伤形式为:厚芯材时裂纹与泡沫厚度方向成±45,°薄芯材时裂纹与泡沫厚度方向成90°。

一种提高聚合物挤出流量在线测量精度的方法

针对聚合物挤出加工过程挤出流量间接测量的特点,提出了介于静态数字滤波与动态数字滤波之间的"转静态"数字滤波方法,将具有动态测量特点的直接测量变量转化为相对稳定的具有静态测量特点的间接测量变量。在此基础上,将限幅滤波和递推平均滤波应用于挤出流量在线测量的数据处理,以克服挤出过程中随机干扰和周期干扰对挤出流量测量精度的影响。通过实验选取最佳的滤波参数——滤波采样周期T及递推平均次数N,结果证明,"转静态"数字滤波输出值与挤出流量真值吻合度很好,符合对挤出流通量在线测量精度的要求。

多方过程的定义及其和准静态过程的关系

讨论了热学中多方过程的定义及其和准静态过程之间的关系.

对理想气体和范氏气体摩尔热容的再认识

讨论了理想气体和范德瓦耳斯气体的绝热过程,着重指出理想气体的摩尔热容比只在高温段可看作常量,而范德瓦耳斯气体的摩尔热容比即使在高温段也不可看作常量.

对气体等温气压公式的修正

用理想气体的多方过程方程取代等温过程方程,推导出气体处于多方平衡过程时的气压公式,该公式是对气体等温气压公式的一种很好的修正.对多方指数n等于1,1.1,1.2,1.3,1.4等5种不同情况分别给出了大气压强随高度的变化曲线.此外还讨论了考虑到重力加速度随离地面高度的变化后对气压公式的修正.

矿用防冲折纹筒屈曲吸能特性影响研究

为提高防冲液压立柱抗冲击性能,设计折纹筒吸能构件并应用于立柱支护结构中。采用数值模拟与实验研究相结合的方法,研究防冲折纹筒结构屈曲吸能特性。模拟结果表明,折纹筒在压缩变形过程中能够按照预折纹的引导来进行屈曲变形,变形效果理想且对称稳定;对折纹筒结构进行准静态压缩实验,获取不同实验条件下构件压缩形态,得到各个试件力-位移-能量曲线。分析实验结果发现:选用Q760钢材以冷压处理加工,进行压缩实验时试件有局部开裂现象且达不到预期吸能值;采用HG70D钢材并以热压与热处理加工,试件未发生任何钢板开裂,说明材质与加工工艺改善了折纹筒钢板均质性,并消除了内部残余应力,提高了构件稳定性。

高压水射流破岩钻孔过程的理论研究

对高压水射流破岩钻孔的试验结果、岩石内孔隙流体的运动规律以及水射流破岩过程中的能量分布变化趋势进行了分析 ,对高压水射流破岩钻孔过程进行了系统的研究。研究结果表明 ,高压水射流破岩钻孔过程分为两个阶段 ,初期以应力波作用为主 ,形成岩石损伤破坏的主体 ;后期以射流准静态压力作用为主 ,主要是使岩石孔眼直径扩大。水射流破岩钻孔过程中射流和岩石的相互作用以界面耦合为主 ,水射流的冲击载荷在岩石内产生的应力波和射流准静态压力共同作用使岩石破碎 ,其中应力波的作用占主导地位。

铆接工艺参数分析

为了充分了解铆接后铆钉及被连接件的残余应力分布状态,以及精确分析残余应力和铆接工艺参数之间的关系,采用非线性有限元分析软件ABAQUS建立了铆钉连接的参数模型,通过准静态方式模拟了铆钉连接时铆钉和被连接件的变形过程。根据分析结果建立了残余应力和铆钉钉杆长度及钉孔间隙之间的关系式和关系曲面。结果表明,残余应力随着钉杆长度的增加而增大,而随着钉孔间隙的增大而减小,增加钉杆长度或减小钉孔间隙可有效增大残余应力,为实际的铆钉连接工艺过程提供了有益的指导。

准静态绝热过程的简单实验实现及相关物理量的计算

介绍了利用连通器及水密封原理实现气体状态改变的简单实验装置.根据测得的气体压缩过程的压强曲线及简单的理论分析,得出利用该装置能实现准静态绝热过程的结论;同时,对实验装置的潜在应用进行了探讨,利用初步的实验数据计算的各热学量与对应的理论值均符合很好.

理想气体与范氏气体在任意准静态过程中的摩尔热容

导出了理想气体与范氏气体在任意准静态过程中的摩尔热容公式.

使用电场传感器阵列的水下运动目标检测与参数估计

研究了基于电场传感器阵列的水下运动目标检测与参数估计方法。在背景噪声为高斯白噪声和目标作匀速直线运动的假设下,利用电场传感器阵列获取的船舶水下准静态电场空时特征,通过广义似然比检测和随机搜索寻优算法,可实现对海水中运动船舶的目标检测和参数估计。仿真试验结果表明:在信噪比大于0 dB时能够取得较好的估计精度;在信噪比低至10 dB时仍能有效检测目标。

准静态过程的两种定量判断方法

利用驰豫时间 τ与系统状态发生一可被观测出的宏观量的变化时间 Δt,或热力学过程经历的时间 Δtr 的比较来判定 :即当满足条件Δt τ或Δt T τ时 ,则可判定系统经历一个准静态的热力学过程 .