Analytic solutions to problem of elliptic hole with two straight cracks in one-dimensional hexagonal quasicrystals

By means of the complex variable function method and the technique of conformal mapping, the anti-plane shear problem of an elliptic hole with two straight cracks in one-dimensional hexagonal quasicrystals is investigated. The solution of the stress intensity factor （SIF） for mode III problem has been found. Under the condition of limitation, both the known results and the SIF solution at the crack tip of a circular hole with two straight cracks and cross crack in one-dimensional hexagonal quasicrystals can be obtained.

大尺寸工件螺孔的机器视觉测量方法研究

基于3C产品外壳工件螺纹圆孔加工时通常采用角点定位的特点,利用线阵相机采集子图像的连续性,提出基于直线特征和圆特征定位的螺纹圆孔位置尺寸测量方法。基于拟合法改进的Hough直线定位方法和基于乘同余法改进Hough变换圆形检测方法,实现3C外壳工件图像边缘定位及螺纹圆孔的圆心坐标提取及直径尺寸测量;基于图像的连续性,采用子图像逐一检测,相邻子图像起始像素累加的方式,实现大尺寸图像螺纹圆孔尺寸全局检测。上述方法最终实现大尺寸3C外壳工件螺纹圆孔的位置尺寸测量精度为±0.2220mm和孔径大小测量±0.0904mm,单工件检测耗时为33.737s。

金属矿山硬岩巷道分阶段掏槽爆破数值模拟研究

针对地下金属矿山深部硬岩强度高,掏槽难度大,掘进效率低下的问题,以首钢杏山地下铁矿巷道掘进项目为背景,基于数码电子雷管精准逐孔起爆,提出针对直眼桶形掏槽爆破的掏槽区孔内分段与孔间、孔内延时相结合的分阶段爆破方案。采用数值模拟以及现场试验方式,在现场原传统方案的基础上,对掏槽区炮孔进行孔内分段、孔间以及孔内微差起爆的分阶段起爆设置。通过LS-DYNA数值模拟软件建立掏槽区三维模型,设置了原传统方案和3种分阶段方案进行模拟计算,对比分析了原传统爆破方案和分阶段方案在掏槽区的有效应力峰值演化情况。数值模拟结果表明:采用孔间短延时分阶段爆破方案能够改变有效应力峰值波动形态,与原传统方案相比,掏槽区沿炮孔方向岩体的有效应力峰值状态提升40%~57%,炮孔底部0~30 cm半径岩体有效应力峰值状态提升幅度在84%~92%。在数值模拟结果的基础上,开展了现场试验验证,现场试验表明:在矿石点位掘进中,采用孔间短延时微差起爆能够改善碎石挤死的现象,采用孔内短延时微差起爆能够提高抛掷能力,改善上段炮孔爆破后产生碎石的抛掷效果,避免影响后续炮孔爆破,在硬岩爆破中二者结合可以明显改善爆破效果,掏槽进尺提高28%;在岩石点位掘进中,采用孔间短延时,孔内长延时设置能获得良好的掘进效果。

某民用飞机座椅滑轨数控加工技术研究

通过对某民用飞机座椅滑轨典型结构的工艺性分析及加工方案的论证,全面阐述了座椅滑轨数控加工技术的应用过程,详细介绍了滑轨类零件高效数控加工方法,旨在为相关工作人员提供一些有益的指导及借鉴。

竖井大直径空孔掏槽爆破的振动效应分析

大直径空孔对掏槽爆破及其振动效应有复杂的影响。以青岛地铁5号线沾化路竖井工程为背景,借助数值模拟与现场试验相结合等手段,揭示了直孔掏槽时大直径中空孔孔径和装药孔与中空孔距离的比值K对掏槽区破岩效果和地表振速响应规律的影响。研究结论表明:掏槽区爆破破岩和减振效果与K值之间存在显著的正相关性,且K值为1时大直径空孔掏槽爆破效果最为合理;采用大直径中空孔(Ф80 cm)掏槽,基于数码电子精确延时的逐孔起爆方式,可将实际工程地表质点峰值振速精准控制在0.3 cm/s以内;现场试验监测与数值模拟结果误差在8%左右,表明研究方法是合理可行的。研究结论能为城市闹市区地铁及竖井爆破振动有害效应精准控制提供依据和参考。

一步烧结制备锂镧钛氧直孔陶瓷及其固态电池性能研究

锂镧钛氧(LLTO)陶瓷电解质因具有高的离子电导率和热稳定性,成为制备固态电池的理想材料,然而传统的电解质制备方法存在界面接触差、步骤烦琐、高温烧结过程中锂损耗大等问题。针对这些问题,开发了一种用于合成具有直孔结构的LLTO陶瓷电解质的一步烧结法,深入研究了一步烧结制备的LLTO陶瓷电解质的微观形貌和电化学性能。结果表明,该方法能够一步合成和烧结具有直孔结构的LLTO陶瓷,从而有效规避了多次烧结过程中的锂损失,增强了LLTO陶瓷的致密化程度,降低了晶界阻抗。通过一步烧结法制备的LLTO陶瓷电解质在室温时表现出2.31×10^(-4) S/cm的高电导率。此外,使用所制备的直孔LLTO陶瓷电解质组装的Li/Li对称电池具有良好的锂离子沉积剥离性能,在0.1 mA/cm^(2)的电流密度下循环超过350 h。使用该电解质组装的全固态锂电池在0.2 C倍率下进行200次循环后,容量保持率为94%,证明了一步烧结所制备的直孔LLTO陶瓷具有优异的稳定性。

基于模拟退火算法的空间直线度误差评定

针对空间直线度误差评定问题,采用模拟退火算法对深孔中线的计算、坐标转换与投影、最小覆盖圆等进行研究。模拟退火算法是基于金属退火机理而建立起来的优化算法,能够以随机搜索技术从概率意义上找出目标函数的全局最值点,得到目标函数取到全局最值点的相关参数,根据得到的相关参数对测点坐标进行坐标转换,并进行最小圆覆盖得到直线度误差。利用MATLAB软件编写程序,对空间直线度误差进行实例计算,并将其结果与其他方法的计算结果进行分析比较,验证了模拟退火算法的可行性及优越性。

桑树坪煤矿岩巷掘进爆破参数优化

为有效保护钻装机组、提高出碴效率、合理提高循环进尺,在充分调研现有爆破技术的基础上,提出了以“中空孔直眼掏槽”为基础的爆破试验方案。通过爆炸成形中空孔双七眼掏槽爆破试验、下台阶双掏槽区直眼掏槽爆破试验、下台阶单掏槽区3步起爆爆破试验以及3步起爆法优化等确定了桑树坪煤矿岩巷掘进最优爆破参数,实现了爆破飞石距离小于15 m、大块率低、爆堆集中的目标,对移动受限的钻装一体设备、拱顶锚网支护具有明显的保护作用,每月掘进进尺能提高20~30 m。该试验方案有效解决了岩巷掘进效率低和爆破飞石抛掷远的问题,为煤矿岩巷快速掘进综合技术的应用提供了参考。

大空孔直眼掏槽有效应力分布规律模拟研究

大空孔直眼掏槽技术常应用于岩巷掘进,为探究掏槽孔与空孔间距对空孔附近有效应力分布规律及掏槽效果的影响,采用数值模拟对不同孔距系数K下的单孔掏槽进行研究,分析了空孔围岩有效应力演化规律及损伤范围,并在单孔掏槽基础上研究了多孔掏槽有效应力的分布规律。研究表明:空孔对应力波具有导向作用,掏槽爆破在爆源与空孔壁的切线方向形成应力集中。当K=1.0~1.6时,单孔掏槽在孔心连线方向形成连续贯通损伤,K越小,空孔壁附近形成裂隙贯通区范围越大,但K过小使掏槽空间过小且钻孔难度也会增大,综合现场情况,建议大空孔直眼掏槽最佳K值为1.3~1.6。多孔掏槽在空孔壁附近的有效应力并非单孔掏槽有效应力的简单叠加,多孔掏槽能够避免低峰值区的出现增强掏槽效果。

基于正交试验的小断面巷道掏槽爆破参数确定

为了提高云南省某锡矿小断面巷道掘进炮孔利用率,降低炸药单耗,基于正交试验的原理,对角柱形掏槽爆破参数进行优化。经分析确定,以装药量、装药孔距空孔的距离、空孔孔径和填塞长度作为试验因素,炮孔利用率和槽腔体积作为试验指标,每种因素取3个水平;通过极差和方差分析研究不同因素对试验指标影响的显著性,确定试验因素的最优组合。研究结果表明:对于小断面巷道掘进角柱形掏槽,当空孔孔径为70 mm,装药孔距空孔的距离为10 cm,装药量为3 kg,炮泥填塞长度为20 cm时,掏槽能够取得良好爆破效果,经过多次现场巷道掘进试验验证,炮孔利用率可由80%提高至93%以上。

大断面隧道直眼掏槽施工技术应用

随着施工市场的不断扩展,传统的人工钻爆已逐渐退出应用市场,凿岩台车开始显露头角。由于传统的斜眼掏槽的钻孔方式对于钻孔角度有高度要求,而目前市场上的凿岩台车在角度的控制上难于精确化控制,因此变更钻孔方案势在必行。本文援引阿联酋铁路隧道工程为例,诠释如何使用直眼掏槽爆破的方式,加快隧道施工进度,减少隧道欠挖现象,为相关工程提供参考。

“璇玑”推靠式旋转导向工具在直井中的应用

Welleader是中海油田服务股份有限公司自主研发的“璇玑”系统推靠式旋转导向工具,其在工作时使用3个独立翼肋持续推靠井壁,依靠井壁的支撑产生偏置,从而进行导向作业。常规Welleader通过重力加速度表进行导向作业,但重力加速度表在垂直状态下的测量误差较大,导向执行效果差。而装配了磁通门的Welleader由于不受重力影响,具备更加精准的直井造斜能力。目前,Welleader在2种导向模式下的作业经验较少,无法对其作业能力进行系统对比和评估,对其直井作业能力认识不清晰。因此,文章分析了装配了磁通门和重力加速度表的Welleader在某试验井的12-1/4"井眼中多个直井造斜和降斜打直井段中的应用,通过整理和分析重要实钻试验数据,综合阐述了该工具在2种导向模式下进行直井相关作业的准确性和可靠性,以期为后续相关作业提供参考。

大直径中空直孔掏槽爆破破岩过程分析

建立了大直径中空直孔掏槽爆破的力学模型,采用FEM-SPH(Finite Element Method-Smooth Particle Hydrodynamics)耦合算法对破岩过程进行了数值模拟。结果表明:该数值模拟方法能够直观展示大直径中空直孔掏槽爆破破岩全过程,爆破破岩过程分为端部爆破漏斗形成和槽腔岩体抛掷两个阶段;理论计算所得端部爆破漏斗边界与数值模拟所得漏斗边界基本一致,而理论计算所得最终槽腔边界与数值模拟所得槽腔边界存在差异,数值模拟所得最终槽腔边界呈倒立钟形,更符合最终槽腔边界的实际观测情况。研究结果为合理确定大直径中空直孔掏槽爆破参数提供了理论依据。

双空孔型直眼超深掏槽爆破在缓倾斜薄矿体中的应用

山西省吕梁地区沉积型铝土矿一般为缓倾斜薄矿体,存在矿石硬、围岩软特点,在采用楔形浅孔掏槽钻爆法采矿时,受钻孔的角度和装药结构影响,往往造成掘进循环进尺短、炸药单耗高,大块产出率高等问题。结合山西吕梁地区某铝土矿地下矿山,在作业面断面3 m×2.5 m上采用双空孔型直眼超深掏槽爆破落矿,直眼掏槽眼孔深2 m,辅助眼和周边眼孔深1.8 m,现场炸药单耗0.61 kg/t,较原楔形掏槽炸药单耗缩小0.12 kg/t,爆破进尺1.76 m,炮孔利用率97.7%,无粉矿和超过500 mm的大块,通过此次现场试验得出在缓倾斜薄矿体利用双空孔直眼掏槽替换常规楔形掏槽采矿时爆破技术指标得到明显提升。

PowerV垂直钻井技术在克拉2气田的应用

随着塔里木油田在山前构造区域勘探开发力度的不断增大 ,防斜打快技术成为制约塔里木地区山前构造勘探开发钻井进程的关键技术。位于新疆库车凹陷山前构造的克拉 2气田是西气东输工程的主力气源地 ,目前进入了大规模开发阶段。简述了克拉 2气田的地层特征 ,评价了山前高陡构造防斜打快技术 ,介绍了PowerV垂直钻井新技术工作原理及其应用方法 ,列举了其在西气东输克拉 2气田 2口直井开发井 4 0 6 .4mm井眼段的应用情况 ,并在技术和效益方面对应用情况作了评价 ,认为PowerV垂直钻井技术可完全解放钻压 ,变被动防斜为主动防斜 ,对将来山前高陡构造防斜打快、缩短钻井周期、降低钻井成本具有一定的借鉴意义。

斜直井眼中钻柱的动力学特性分析

为研究和控制钻柱动力学特性,分析斜直井眼中全井钻柱的受力变形特点,建立了钻柱动力学模型,利用节点迭代法解决了利用整体有限元法计算钻柱动力学特性较困难的问题,并应用节点迭代有限元法研究了钻柱的涡动轨迹和涡动速度等动力学特性。在转盘转速为120r/min时,在给定的钻柱结构下,井深5256m处的涡动速度达252r/min,井深261～732m处的钻柱应力波动幅值约为15MPa。结果表明,钻柱内的这种应力波动或涡动特征是导致钻柱失效的重要因素,控制钻柱内的动态应力水平对钻柱失效事故的降低十分重要。

深孔直线度光电测量技术

基于光电原理,提出了一种利用输出电压的变化规律来准确测量深孔直线度的方法。分析了光电探测器发生平移运动和旋转运动时造成的实际孔心的变化规律。基于最小二乘原理,推导了深孔直线度与输出电压的关系,为深孔直线度光电测量提供了理论基础。利用光电测量原理,设计了一种具有自定位功能、实时显示深孔直线度误差的光电测量装置,可实现深孔直线度的无损自动检测。

新疆油田常规钻机钻浅层稠油水平井钻井完井技术

新疆油田拥有丰富的浅层稠油资源,采用常规直井钻机钻浅层稠油水平井开发因地面距离目的层垂直井段短,使得钻井完井工艺面临一些特定的技术难题。结合新疆油田九8区应用常规钻机及常规水平井工具、仪器,钻成国内垂深最浅(垂深仅146.3m)的HW9802超浅层稠油水平井,从井身结构设计、井眼剖面优选、浅层高造斜率的实现方法、实钻井眼轨迹控制、大尺寸套管柱的安全下入等方面进行介绍。该井完钻井深421.8m,完钻垂深144.09m,井斜91.2°,闭合方位222.17°,水平位移329.42m,成为当时国内应用常规直井钻机所钻垂深最浅的水平井。

深孔加工孔轴线偏斜的分析与研究

针对深孔加工孔轴线偏斜问题,从加工方式、导向套装配偏差以及导向套与钻头的配合间隙三个方面进行了研究和分析,分别介绍了这些因素对深孔轴线直线度产生影响的机理。建立了钻杆钻头系统模型,使用ANSYS软件分析了导向套装配偏差对钻头预钻倾角的影响。研究表明通过选择合理的加工方式、提高导向套装配精度、加长钻杆夹持长度、减小导向套与钻头的配合间隙等方式,都能很好地控制加工过程中钻头的走偏,减小孔轴线偏斜,降低产品报废率。

直井防斜原理综述

从以鲁宾斯基钻柱静力屈曲为基础的传统防斜原理出发，探讨了国内外新近发展与应用的高效防科钻具组合、大钻压、定向冲洗井底防斜的方法和原理。这些技术丰富和发展了井斜控制理论，有利于指导钻井实践。