循环载荷作用下煤岩复合结构宏-细观破坏特征及能量-损伤本构模型

煤炭深部开采过程中,周期性开采扰动行为会使邻近煤层的煤岩复合结构承受循环载荷的作用,因此,研究不同循环载荷作用下煤岩复合试样的力学响应行为及宏-细观失效特征具有重要工程意义。选取3种不同的加(卸)载速率,开展了2种循环加卸载路径下的单轴循环压缩试验(同步测定声发射信号),分析了煤岩复合试样的损伤失效特征;基于能量耗散原理,构建了煤岩复合试样在循环载荷作用下的能量-损伤本构模型,最后结合试验实测数据进行验证。结果表明:加(卸)载速率与复合试样的峰值强度呈正相关,当加(卸)载速率从0.05 mm/min增大到0.15 mm/min时,恒定下限逐步循环加卸载路径(路径I)、变上下限等幅循环加卸载路径(路径II)下,试样的峰值应力分别增加了22.44%和28.89%;高加(卸)载速率下,试样的内部裂纹扩展越快,煤岩复合试样中煤组分的破碎程度加剧,分形维数随之增大,试样的内部裂纹扩展越快;随着加(卸)载速率的增大,煤组分中沿基质破坏增多。循环分级跨度大的路径(路径I)有助于试样内部的应力传递,为试样内部裂纹的发育提供了有利条件,导致对应试样的破坏程度更高。试验曲线和能量-损伤本构理论曲线具有较强的一致性,表明所建的能量-损伤本构模型能够很好地描述煤岩复合试样在循环加卸载过程中的变形行为。

液态CO_(2)-水循环作用下煤体的物理改性规律及增润减尘效应

煤层注水是预防煤矿粉尘危害的主动性、治本性措施,也是防治瓦斯突出、冲击地压等灾害的重要手段之一。但我国大量煤层具有高地应力、低孔隙率、低渗透性的特点,传统方法和技术面临水注入难、注水周期长、煤体假性润湿等瓶颈。为此,利用液态CO_(2)具有的低温冷冻、高渗透性、相变自增压、酸化解堵等优异特性,提出液态CO_(2)-水循环作用致裂增润煤体的新思路,研制了液态CO_(2)循环冷浸试验系统,联合低场核磁共振仪研究了液态CO_(2)-水循环作用对煤孔隙结构的影响规律,联用电液伺服压力实验机探究了循环作用对煤体力学特性的改变机理,运用截齿破碎煤岩产尘试验系统研究了循环作用后煤体破碎过程的产尘特性。结果表明:液态CO_(2)-水循环作用使煤体有效孔隙度(φ_(NF))增加,增幅与循环作用次数呈正相关,煤体内部束缚流体变少,自由流体增多,T2截止值(T_(2cutoff))随之降低,结合分形理论发现基于渗流孔隙的分形维数Ds具有明显的分形特征,煤体原生孔隙经历了“扩容”的过程,微裂隙与原始裂隙形成贯通,循环作用增强了有效渗流通道连通性,优化了煤的孔隙网络与渗流条件。随着循环次数的增加,煤的最大应力σ_(c)呈指数衰减至4.93 MPa,应变ε_(c)线性增加至2.29×10^(-2),煤的抗压强度减弱,变形能力增加,循环作用改变了煤基质间联结状态,产生的冻胀力对煤体施加挤压作用加剧了裂隙的扩展,脆性指数B5最大降幅为34.71%,显著减弱了煤体脆性,具有了更好的抗动载荷或冲击能力;煤体对外加能量的存储能力弱化,改变了煤在截割过程中的破坏形式,试验条件下煤体破碎过程全尘产尘率降低了74%,呼吸性粉尘占比下降至2%,大幅减弱了粉尘危害性。

基于热-结构耦合的热水循环泵结构强度研究

热水循环泵广泛应用于各种增压设备,其结构是否安全可靠关系到整个机组能否正常运行。采用热-结构耦合分析方法检验热水循环泵结构的可靠性。以该泵外特性试验为基础,分别计算不同介质温度情况下流体域压力和温度,结构的温度、等效应力和总变形,并比较不同介质温度对各个量之间的影响。根据第四强度理论对泵壳结构强度校核分析。结果表明,介质温度变化对温度载荷引起的应力及变形影响大于压力载荷所引起的,在介质温度高于常温的结构分析过程中不可以忽略温度影响;随着介质温度的升高,泵结构的温度值随之增加,支架的温度高于泵体的,且温度梯度不大;泵体应力集中位于隔舌处,因此在泵体结构设计中隔舌的设计尤为关键。结构强度校核分析得到介质温度为25℃和40℃时,泵壳结构强度满足要求。

冻融循环条件下岩体-喷层结构模型试验研究

针对南方地区极端冰雪灾害下的边坡岩体和支护体的变形破坏现象,提出在冻融循环条件下岩体-喷层结构一体的室内模型试验方法。选取砂岩-混凝土一体化试样,置于自行研制的高低温环境试验箱中进行冻融循环条件下的模型试验。利用静态应变测试系统和光纤光栅测试技术同步采集应变数据,分析冻融循环过程中砂岩、混凝土、砂岩-混凝土胶结面的变形及原因。岩石表面应变花数据表明,当温度降至0℃以下时主应变增大,升温后主应变减小;混凝土表面应变花数据表明,该点处主应变随温度升高而增大,随温度降低而变小。2种测试手段均测得胶结面处应变同时受岩石和混凝土的影响,是两者共同作用的结果。据此拟合出胶结面处最大应变与冻融次数的关系表达式,归纳出岩体-喷层结构一体化在冻融循环作用条件下的冻胀损伤机制。

Zr-4合金双轴疲劳行为及其微观变形机理 Ⅱ.双轴循环变形亚结构及其织构的发展

用透射电镜分别观察了Ｚｒ－４合金比例和非比例双轴疲劳变形亚结构结果表明：等效应变幅为０．８％；不同主应变比下，Ｚｒ－４合金比例双轴疲劳后典型的位错组态是｛１０１０｝柱面滑移产生的平行位错线随着等效应变幅提高，从平面状向波纹状滑移转化，有形成位错胞的趋势、非比例加载过程中，随着相位角从３０°增大到 ９０°，位错组态从平行位错墙变化成位错胞相位角为９０°时，随着等效应变幅提高，位错保持位错胞结构，但位错密度增高非比例变形前后织构分析表明：随着相位角提高，｛１０１０｝极点密度减弱，｛１０１１｝锥面极点密度增强，表明合金塑性变形从以 ｛１０Ｔ０｝柱面滑移为主向往面滑移加锥面滑移多系滑移转化．Ｚｒ－４合金非比例附加强化一方面是由于部分柱面滑移被锥面滑移取代后，滑移系本身临界分切应力提高；另一方面由于多滑移导致〈ａ／ａ〉和〈ｃ＋

基于偏离-份额法的产业结构变动对区域经济增长影响分析——以陕西省11市(区)为例

本文运用偏离-份额法测算了2001-2010年陕西省11市(区)产业结构变动对经济增长的影响。研究表明:榆林和延安的产业结构因素和区位因素对陕西经济增长有较大贡献,咸阳、渭南、安康和汉中则不够明显。从产业结构看,陕西省第一产业发展缓慢;第二产业发展较快,其竞争力处于优势地位;第三产业发展迅速,但所占比重仍然偏低。杨凌示范区第一产业的区位优势明显;榆林和延安的第二产业区位优势明显,对陕西经济增长的带动作用较大;西安、榆林等城市具备发展第三产业的区位优势。最后,本文提出了陕西省大部分市(区)仍应遵循"二、三、一"产业发展的思路。

压热-冻融循环处理对甘薯淀粉结构及物化特性的影响

为了探索压热冻融循环处理对甘薯淀粉结构及物化性质的影响,以甘薯淀粉为原料,并在不同淀粉乳浓度(5%、10%、20%,w/w)条件下进行重复的压热-冻融循环处理。结果表明,与甘薯原淀粉相比,经重复的压热-冻融处理后,甘薯淀粉颗粒形态消失,破裂熔融,最终呈不规则形状;甘薯淀粉衍射吸收峰强度减弱,晶型由A型向B型转化。随着淀粉乳浓度以及压热-冻融循环次数的增加,甘薯淀粉的膨胀势和溶解度均有所降低。在淀粉乳浓度为10%、压热-冻融循环1次处理后,甘薯淀粉中缓慢消化淀粉与抗性淀粉含量达到最高,分别为29.83%和39.82%。本研究为甘薯缓慢消化及抗性淀粉的制备提供了科学依据,为其在功能性食品领域中的应用提供了基础数据。

DG260/9.8-1型循环流化床锅炉结构特点与调试

介绍DG260/9.8-1型循环流化床锅炉结构、系统布置特点、热力参数、煤质特性等;分析锅炉启动调试过程中的冷态流化试验、燃烧调整及回料器与冷渣器的运行方式。分析调试表明,锅炉燃烧稳定,运行效率高,主要参数均达到设计值。

产业结构变化对生产率增长及其波动趋势的影响——基于中国各省1978-2016年发展经验的分析

将含有扩张和收缩部门的转移-份额方法转变为年度增长率形式,本文分析了中国各省市自1978年以来产业结构变化对总生产率增长及其变动趋势的影响。结果发现,内部效应和结构效应分别对总生产率增长平均贡献了85%和15%。虽然部门内生产率主导了总生产率增长,但是结构变化在很大程度上影响了地区间增长差异,有将近50%的高增长地区和40%的低增长地区总生产率增长率与均值的差距主要取决于结构效应。农业和服务业生产率增速对结构变化产生了重要影响。从部门影响角度看,工业生产率增长贡献了各省市总生产率增长的一半,但是,服务业在很大程度上决定了增长表现,服务业生产率增长较慢是一半低增长地区总生产率增长低于均值的主要原因。通过改变产业结构,服务业生产率提高加大了对总生产率的影响。所有省市的结构效应都随时间推移呈现下降趋势,但是,结构效应不是各省经济增长减速的原因,总生产率增长率变化趋势与内部效应变化基本一致。三个部门的共同增长推动了绝大多数省市总生产率的增长加速,而同时减速—尤其是工业—则导致了增长减速。

基于偏离-份额分析法的乌鲁木齐市产业结构与经济增长的关系分析

本文运用偏离-份额分析法对新疆乌鲁木齐市的1979～2008年产业结构与经济增长进行了量化(定量)分析,分析结果表明:在1979～1984,1985～1990,1991～1996,1997～2002,2003～2008年五个阶段内,产业结构对乌鲁木齐市经济增长的贡献都远大于竞争力优势对经济增长的贡献。可见,产业结构的合理调整对乌鲁木齐市经济的增长具有举足轻重的作用。

河南省区域经济增长与产业结构的偏离-份额分析

采用偏离-份额分析法对"十一五"期间河南省18个省辖市经济增长的情况进行比较分析,得出结论:总体来看,河南省各省辖产业结构对经济增长的影响有显著差异,全省有1/2的省辖市其经济增长率低于全省平均水平,对其产业结构应予调整;分产业来看,河南省第一产业增速缓慢,第二产业增速最快,第三产业仍需大力发展。河南省应根据区域特点合理调整产业结构,充分发挥各地区产业结构和产业竞争力的独特优势,以促进河南经济又好又快发展。

不可压结构聚合运动耦合增长的瑞利-泰勒不稳定性研究

推导并计算了不可压圆筒结构的扰动增长方程及具有弹性的运动方程 ,讨论了氧气 乙炔混合气体聚爆明胶圆筒的耦合扰动增长规律 ,研究结果为会聚结构的瑞利 泰勒不稳定性实验提供了很好的理论依据。

对河南省建设燃气-蒸汽联合循环电站优化电源结构的分析

根据河南省电力发展现状及电力系统存在的主要问题 ,分析了建设燃气 -蒸汽联合循环电站的可能性及必要性 ,并对燃气 -蒸汽联合循环电站、抽水蓄能电站、国产脱硫燃煤电厂。

高速列车盘形制动器热-结构耦合方法研究

盘形制动器热负荷计算是高速列车制动盘研发设计的关键环节,其计算结果是列车运行参数配置的依据。开发合适的计算方法建立计算精度高、工况适用性广的热-结构耦合计算模型是盘形制动器热负荷计算的关键问题。针对动车组用轴装制动盘制动过程,充分考虑制动闸片和制动盘的几何特性、运动特性和载荷工况,提出位移梯度循环法,基于ABAQUS软件建立盘形制动器摩擦副三维瞬态传热有限元模型,运用位移梯度循环法推导出热流加载式,用以计算制动过程中产生的摩擦热流,解决摩擦作用沿制动盘周向差异造成的耦合结果偏差。运用位移梯度循环法对制动盘进行热-结构耦合分析,并将仿真结果与试验数据、现场调研成果进行对比,通过仿真与试验结果的峰值温度误差率、相关性系数等统计学指标及现场调研观测结果评定该模型的计算精度及工况适用性。研究结果表明:基于位移梯度循环法的热-结构耦合模型可有效模拟制动盘在制动过程中温度变化规律且具有良好的重复性与稳定性,结构场分析出的制动盘热裂纹失效易发位置与该型号制动盘装车运用情况相符。研究成果可有效模拟高速列车在制动时制动盘的热-结构耦合过程,尤其在大轴重下的持续制动或间隔制动工况下,制动时间越长,计算精度越高。

基于CNN-GRU并联网络的海上风电支撑结构损伤识别

利用振动响应和深度学习进行结构损伤识别时,会遇到需要较多测点数据、损伤识别准确率不高以及网络容易发生过拟合等问题。为此,提出了一种基于卷积神经网络-门控循环单元(convolutional neural networks-gated recurrent unit,CNN-GRU)神经网络并联网络的结构损伤识别新方法。首先,对响应信号进行广义S变换(generalized S-transform,GST)得到其时频图像。然后,分别利用CNN和GRU从时频图像和响应信号中提取时频域特征和时序特征,并将时频域特征和时序特征拼接后输入全连接层和Softmax分类器中进行结构损伤识别。位移激励下的海上风电支撑结构模型试验数据验证结果表明,该方法仅需要一个测点的响应信号,与其他同类方法相比具有更高的识别准确率和效率。

球壳结构馈通增长的瑞利-泰勒不稳定性

利用小扰动分析法 ,导出不可压缩球壳结构的馈通增长方程 ,数值模拟了高压气体驱动外表面有初始扰动的明胶球壳的瑞利 泰勒不稳定性模型。计算结果表明 :对于低波数扰动 ,外界面比较稳定 ,内表面的馈通增长较快 ,具有比较明显的三个演化阶段和波形反转现象。高波数扰动的增长恰好与低波数相反。

干湿-冻融循环条件下湿陷性黄土剪切及压缩特性的劣化规律

新疆北疆地区某输水明渠工程跨越大面积湿陷性黄土区域,湿陷性黄土经多年降雨、蒸发及季节气温交替变化后力学特性衰减严重,极易造成渠基塌陷及渠坡滑动破坏等工程现象。为深入探究其劣化机制,通过开展干湿-冻融循环条件下湿陷性黄土的直剪、压缩及其微观扫描试验,从宏-微观两个尺度分析其剪切强度、压缩特性的劣化规律及其损伤物理机制。研究结果表明(1)直剪试验:随着干湿-冻融循环次数的增加,峰值抗剪强度呈急速减小-速率减缓-趋于稳定3阶段发展趋势;黏聚力呈指数形式减少,第1次循环减小幅度最大,5次循环后趋于稳定状态,劣化度达到44.55%;内摩擦角变化幅度在2.1°以内,最大劣化度为7.04%,受干湿-冻融循环的影响较小。(2)压缩试验:压缩曲线可依据固结压缩屈服应力σ_(k)分为弹性变形和弹塑性变形两阶段,σ_(k)随循环次数增加前移;压缩系数、压缩指数与循环次数呈指数、幂函数形式减小,土体的整体压缩性减小;回弹指数与循环次数呈线性正相关。(3)微观结构:通过微观电镜扫描(scanning electron microscope,简称SEM)试验分析,在循环作用下,大孔隙减小,中、小孔隙增加,排列方式趋于无序状;大粒径颗粒逐渐转化为中、小颗粒,形态趋向于拟圆形;利用关联度分析发现孔隙大小及其角度是影响剪切强度的主要因素;引入Pearson相关系数发现颗粒形态及孔隙大小对压缩指标的影响程度最大。

循环载荷下煤-岩结构体能量耗散与损伤特征研究

为了研究不同煤-岩高度比的煤-岩结构体在循环载荷作用下的能量演化与损伤变形特征,进行了单轴循环加载试验,引入耗能比,探讨循环加/卸载过程中能量耗散特征;并通过耗散能量法和声发射法对煤-岩结构体的损伤变量进行比较分析,基于两种损伤变量计算方法的特点,提出了联合损伤变量计算法,进而探讨结构体损伤变量演化特征。试验结果表明:随着应变的增加,耗能比呈现出先降低再升高的变化趋势,且同一应变水平下,煤-岩高度比越大,耗能比越大。煤-岩结构体产生相同耗能比时,煤-岩高度比越小的结构体产生的应变也越小。通过联合计算法得到的损伤变量演化规律与结构体的实际劣化过程吻合程度较高,能有效反应结构体在载荷作用下裂隙的发育、扩展情况。

氮掺杂碳纳米管包覆Fe_(0.64)Ni_(0.36)@Fe_(3)NiN核壳结构用于高稳定锌-空气电池

可逆锌-空气电池因其高功率密度和环境友好性而得到了广泛研究。然而,氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)的缓慢动力学限制了其实际应用。迄今为止,二氧化铱和二氧化钌被认为是氧还原反应的最佳电催化剂,同时铂碳被认为是最有效的氧还原反应的电催化剂。然而,由于Pt、Ir和Ru的天然丰度低、成本高的原因,它们在ZABs中的实际应用严格受限。因此,探索低成本和高性能的双功能催化剂对促进可充电锌-空气电池的发展至关重要。具有高导电性、低氧还原反应能垒的过渡金属合金可作为有潜力的氧还原电催化剂。然而,为提高过渡金属合金催化剂的双功能催化活性,可构筑过渡金属合金@过渡金属氮化物的核壳结构。在此,我们设计了一种氮掺杂碳纳米管包覆Fe_(0.64)Ni_(0.36)@Fe_(3)NiN核壳结构(Fe_(0.64)Ni_(0.36)@Fe_(3)NiN/NCNT)的双功能电催化剂,其具有高效的双功能催化活性。核壳结构可以为ORR/OER产生更多的活性点。Fe_(0.64)Ni_(0.36)核具有高导电性,有助于电荷转移。Fe_(3)NiN壳有助于提升催化剂的OER性能。氮掺杂碳纳米管不仅能够有效增强传质效应和内部电荷传递,还可以提升其电化学活性表面积。此外,具有高抗腐蚀性能的Fe_(3)NiN外壳可以有效地保护Fe_(0.64)Ni_(0.36)内核,从而提高了电化学过程中催化剂的稳定性。氮掺杂碳纳米管对Fe_(0.64)Ni_(0.36)@Fe_(3)NiN核壳结构也具有一定的保护作用,因此Fe_(0.64)Ni_(0.36)@Fe_(3)NiN/NCNT表现出优异的稳定性。Fe_(0.64)Ni_(0.36)@Fe_(3)NiN/NCNT催化剂表现出优异的双功能氧电催化性能,ORR的半波电位为0.88 V,在10mA·cm^(-2)时的OER过电位为380 mV,以及高电化学稳定性(8 h后电流密度剩余92.8%)。此外,与基于Pt/C+IrO_(2)(155 mW·cm^(-2))和Fe_(0.64)Ni_(0.36)/NCNT(89 mW·cm^(-2))的锌-空气电池相比,基于Fe_(0.64)Ni_(0.36)@FeNiN/NCNT的锌-空气电池展现出更高的功率密度(214 mW·cm^(-2)),提供781mAh·g^(-1)的高容量,并展现出了超长的循环稳定性(循环寿命超过1100 h)。我们相信这项工作将对于新型催化剂设计有所启发,从而实现高度稳定和高效的锌-空气电池。

椎-基底动脉结构变异与后循环脑梗死的关系

目的探讨椎-基底动脉结构变异与后循环脑梗死的关系。方法将513例脑梗死患者根据有无椎-基底动脉结构变异分为变异组(有变异)186例和对照组(无变异)327例,比较2组一般资料、后循环脑梗死发生率、后循环脑梗死不同区域[包括小脑上动脉区(SCA)、小脑后下动脉区(PICA)、大脑后动脉区(PCA)及基底动脉区(BA)]发生率。将变异组186例患者根据变异类型分为2个亚组:一侧椎动脉优势组(VAD组)84例和基底动脉迂曲延长组(VBD组)102例,比较2组后循环脑梗死、不同区域梗死发生率。结果变异组合并高同型半胱氨酸血症、高血压及脑缺血短暂发作病史发生率明显高于对照组(P<0.001)。变异组脑梗死类型以PICA区梗死、BA区梗死及SCA区梗死为主,分别为40.32%、27.42%、15.59%;对照组脑梗死类型以PCA区梗死及其他类型脑梗死为主,分别为27.83%、39.76%。变异组后循环脑梗死发生率、PICA区梗死发生率均明显高于对照组,PCA区梗死发生率明显低于对照组,差异均具有统计学意义(P<0.001)。VAD组与VBD组后循环脑梗死、不同区域梗死发生率比较差异均无统计学意义(P>0.05)。结论椎-基底动脉结构变异与高同型半胱氨酸血症、高血压病、脑缺血短暂发作病史及后循环脑梗死相关;椎-基底动脉结构变异增加了后循环脑梗死发病风险,其梗死类型以PICA区梗死为主。