退火对SP-700合金板材组织、织构和力学性能各向异性的影响

通过光学显微镜(OM)、电子背散衍射(EBSD)及单向拉伸测试等方法,研究了退火温度对SP-700合金板材微观组织、织构和力学性能各向异性的影响。结果表明:随退火温度的升高,SP-700合金板材的晶粒等轴化程度提高;当退火温度为780℃时,退火织构类型基本不变;当退火温度为860℃时,初生α相向次生α相的转变形成了新的织构;经900℃退火后,组织类型转变为网篮组织,织构类型为棱锥织构和R型织构。α相的棱锥织构取向是造成原始板材力学性能各向异性的原因;晶内亚结构在变形初期对滑移系的阻碍作用影响了板材在不同方向上的室温强度;随退火温度的升高,晶内亚结构的消除和新的织构取向的产生导致力学性能各向异性增强。此外,晶粒形貌和相含量的差异也会导致各向异性的变化。原始板材的断裂机制均为韧性断裂,且不同方向的断口特征略有不同。

考虑各向异性的土体中椭圆孔注浆劈裂研究

在计算圆孔周应力时,为了充分考虑孔在受初始应力后的形状、介质受力的各向异性以及模量的各向异性对劈裂注浆浆脉延伸方向及启劈压力的影响,首先根据弹性理论,求解了孔的变形后形状,并在此基础上,利用复变函数把椭圆孔的外部区域映射到单位圆的内部,求解椭圆孔周应力。结果表明:圆孔受初始应力后的形状为圆与余弦函数的叠加;其孔周切向应力最小的位置与圆孔相同,即在受孔内压力时最易劈裂处与圆孔一致,但需要的压力更大;经实例验证启劈压力与实际接近,可基本满足工程应用要求。本文方法可作为进一步研究的基础。

基于磁各向异性的管壁应力集中区域检测方法

针对应力集中导致管壁发生屈服失效的问题,提出了利用磁各向异性检测管壁应力集中区域的方法。从能量角度出发,研究了应力导致管壁产生磁各向异性的机理,建立了管壁当量应力与磁各向异性探头输出电压信号的数学模型,通过计算管壁的当量应力判断其是否发生屈服失效,搭建了应力检测实验平台。实验结果表明,应力会导致管壁产生磁各向异性,磁各向异性检测方法能够检测出管壁当量应力的变化趋势和主应力方向所在延长线的角度,进而判断管壁是否产生应力集中区域。

基于叠前方位各向异性的火山岩裂缝预测——以松辽盆地南部LFS地区为例

利用叠前方位道集地震数据进行各向异性参数反演是目前裂缝预测的主要方法之一,其中RÜGER近似方程和傅里叶级数展开式2种算法应用较为广泛,RÜGER近似方程中的各向异性梯度与傅里叶级数展开式的二阶项均可以表征裂缝强度。应用2种方程在单层界面、实钻井裂缝层分别对比了计算方法的适用性,并在实际火山岩发育区对比了裂缝空间预测结果。单界面模型2种方程预测裂缝强度存在量纲差异,RÜGER近似方程裂缝强度值域大于傅里叶级数展开式计算结果,RÜGER近似方程计算裂缝方位存在多解性,可能为垂直裂缝方向;井上裂缝层应用2种方法计算裂缝方位和强度结果基本一致;在松辽盆地南部LFS地区火山岩地层应用2种方法分别预测裂缝发育情况,傅里叶级数二阶项相比方位各向异性梯度,与电成像测井解释裂缝强度吻合稍好,且预测裂缝方位与成像测井解释方位相同。研究认为,在火山岩领域傅里叶级数方程预测裂缝方法更适于推广应用。

考虑定子总成各向异性的永磁同步电机振动特性分析

针对当前在建立电机噪声振动分析模型时,存在绝缘漆和绕组导线结构复杂以及材料参数难以确定的问题,提出一种高精度等效建模和遗传算法优化的材料参数快速矫正方法.采用基于中心复合试验设计(Central Composite Design,CCD)的响应面模型,分析各向异性材料参数对模态频率的影响规律,利用多物理场耦合仿真分析电机额定工况下壳体及后端盖振动分布特性;通过振动台架试验验证多物理场分析模型的准确性,探明8000 r/min附近48阶等效辐射功率等级峰值处产生机理.研究结果表明:各向异性材料中,绝缘材料的弹性模量对电机模态贡献最大;矫正后的电机整机有限元前3阶模态频率与锤击法模态试验结果相对误差在3.5%以内,等效建模及矫正方法可用于电机多物理场耦合模型构建;从整体趋势看,多物理场振动仿真结果与试验结果具有较好的一致性,其中48阶整体振动水平最大,其峰值主要由8000 r/min转速下径向电磁力空间0阶12倍频激励频率与定子总成0阶模态频率6239 Hz相交产生共振所引起.研究结果可以为电机噪声振动分布特性及产生机理的研究提供参考.

具有巨大光学各向异性的新型晶体C_(3)H_(8)N_(6)I_(6)·3H_(2)O

光学各向异性,如折射率各向异性(即双折射)和线性吸收二向色性,为操控光与物质之间的相互作用提供了额外的自由度。相关晶体材料对光的偏振态操控、3D成像、超高分辨率传感和量子光学等领域具有重要意义。然而目前商用的光学各向异性晶体具有显著局限性,特别是双折射晶体,其双折射率普遍较低,这使得它们难以满足光子信息领域对高效紧凑光学设备的需求。

基于叠前方位各向异性的有效裂缝识别方法研究

泥页岩裂缝油气藏在JY坳陷LJ地区广泛分布,该区L42、L19等多口井钻遇了高产工业油流,充分展示了其良好的勘探潜力。然而由于裂缝的非均质较强,导致利用传统地震方法很难识别裂缝发育特征,进而极大影响了勘探开发成效。因此,要想确保勘探开发成效,如何高质量实现裂缝识别至为关键。本文以LJ地区沙三段下亚段泥页岩裂缝油藏为例,利用各向异性正演模拟,分析了泥页岩储层在裂缝发育程度、密度变化情况下的各向异性特征,并据此通过敏感性属性对裂缝的发育情况进行了定量-半定量预测。该方法在LJ地区沙三下泥页岩有效裂缝的识别中取得了良好应用效果,突破了传统技术对裂缝识别的局限性,对其他地区泥岩裂缝油气藏的预测具有借鉴和参考意义。

过渡金属元素掺杂对磁铁矿磁矩及磁各向异性的调控

磁性Fe_(3)O_(4)纳米粒子在纳米医学领域展现出巨大的应用前景.饱和磁化强度和磁各向异性对于Fe_(3)O_(4)纳米粒子在药物输送和磁热疗中的应用至关重要.在此,通过密度泛函理论计算,仔细研究了3d和4d过渡金属元素的掺杂对Fe_(3)O_(4)磁矩及磁各向异性的影响.结果表明,Fe_(3)O_(4)中Zn和Cd的掺杂会增大总磁矩,而其他3d和4d过渡金属元素的掺杂会降低总磁矩.有趣的是,Cd的掺杂也会大大增大磁各向异性.本文结果表明,掺杂Cd是提高Fe_(3)O_(4)作为药物输送和磁热疗材料性能的可行方法.

考虑各向异性的回转曲面件蠕变时效成形数值模拟与实验

针对铝锂合金回转曲面件蠕变时效成形各向异性问题,开展了基于Barlat91屈服各向异性准则和蠕变各向异性本构模型的回转曲面件蠕变时效成形数值模拟与实验研究。仿真结果表明,构件加载阶段发生塑性变形,呈现出■的塑变各向异性现象;考虑蠕变各向异性行为的构件的蠕变应变分布发生明显改变。进一步通过开展回转曲面件蠕变时效成形实验发现,所建立的蠕变各向异性模型对厚度变化、残余应力分布预测准确;相对于各向同性模型,型面精度的整体预测偏差减小9.3%,焊接边预测偏差减小91.5%,证明了所建铝锂合金蠕变时效各向异性本构模型的准确性和实际应用价值。

热处理及晶粒组织对2A55超高强铝锂合金板材各向异性的影响

采用室温拉伸力学性能测试、X射线织构检测、EBSD分析等方法,对比研究了10 mm与2 mm厚度2A55超高强铝锂合金板材的平面各向异性,阐释热处理制度与晶粒组织对板材各向异性的影响。结果表明,热处理后板材屈服强度最高的取向为轧向(0°)与横向(90°);Taylor因子能较好地预测固溶态与T6态时效板材屈服强度的各向异性,织构是平面各向异性的重要原因;厚板更高含量的织构与长条状的晶粒形貌导致其各向异性强于薄板;时效热处理使10 mm厚度板材各向异性减弱,使2 mm厚度薄板各向异性增强;T3态、T8态板材的各向异性分别强于T4态、T6态,时效前的预变形增强了板材的平面各向异性。

基于OVT域HTI介质衰减各向异性的储层裂缝预测方法及应用

品质因子Q是表征地震波衰减的一种重要参数,广泛应用于储层裂缝发育特征及含油气性识别。然而,在各向同性、各向异性、黏弹性等不同介质模型的约束下获取的Q值具有不同的储层表征能力。为了精确描述裂缝型、裂缝—孔隙型、孔隙—裂缝型等储层的各向异性及裂缝发育特征,基于HTI介质模型和地震波衰减各向异性理论,提出了一种基于OVT(Offset Vector Tile)域HTI介质衰减各向异性的储层裂缝预测方法。首先,利用广义S变换(GST)对OVT矢量片叠前道集进行高精度时频分析;然后,通过T-K(Teager-Kaiser)能量算子计算地震波的单频T-K能量;最后,计算抽样波长距离内的相对衰减量,获得衰减拟Q值进行椭圆拟合,并以椭圆扁率表征衰减各向异性强度和预测裂缝发育密度。该方法不仅充分发挥了OVT叠前道集较叠后数据包含了更丰富的储层流体和裂缝信息的优势,而且将衰减属性与储层裂缝表征联系在一起,提供了一种裂缝预测新思路。该方法在川西坳陷XC气田的应用中取得了地震资料预测结果与岩心分析、测井资料解释成果吻合度较高的裂缝识别效果。

不同热处理工艺对选区激光熔化TC4动载性能及各向异性的影响

选区激光熔化成形的TC4合金断裂韧性较差,低周疲劳性能较低,各向异性明显。采用循环退火(700~950℃)和固溶时效相结合的方法对TC4成形件进行热处理,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、低周疲劳试验机等手段研究热处理对SLM TC4成形件显微组织和力学性能的影响。研究表明,SLM TC4微观组织由马氏体α′和马氏体α″组成,断裂韧性值为36.4 MPa·m0.5,断裂韧性各向异性达25.7%;热处理后部分板条α相分解,产生等轴α相和二次α相;经过700~950℃循环5次后固溶+550℃时效后SLM TC4的断裂韧性值为96.0 MPa·m0.5,断裂韧性的各向异性为1.4%。通过比较热处理样件和锻件低周疲劳性能得出结论,当应变幅≥0.9%时,热处理件低周疲劳性能高于锻件;当应变幅≤1%时,920℃循环退火+550℃固溶时效的低周疲劳性能高于920℃循环退火。

三维稳态向列型液晶方程各向异性的Liouville定理

该文研究了三维稳态向列型液晶方程的Liouville定理,证明了如果∇d∈L^(2)(R^(3))∩Lq(R^(3)),u∈L6(R^(3))∩L^(q)(R^(3)),以及ui满足各向异性的可积条件u_(i)∈L_(xi)^(q/q−2) L_(x)_(i)^(s)(R×R^(2)),∀i=1,2,3,其中2<q<∞,1≤s≤∞且2/q+1/s≥1/2,则u=0,∇d=0.

考虑地层空间各向异性的地质建模插值算法

针对传统地质建模插值算法精度不足、区域特征表达程度不够,且没有顾及地质空间各向异性等问题,提出了一种顾及地质空间各向异性的三维地质插值方法。在传统IDW插值的基础上,通过构造虚拟钻孔、模拟构建原始地层点集和调整IDW插值椭圆搜索范围参数,最终获得最优搜索参数的自适应性转变;还提出了方向标志点概念,通过膨胀与塌缩实现了搜索区域的二次优化。利用《郑州市城市活动断层探测项目》地质钻孔数据,逐层分析了各算法的区域适应性,实现了三维地质模型的隐式曲面表达,并与常用插值算法进行交叉验证,结果表明:所提方法具有良好的区域自适应性,能够有效表达城市地下空间结构的各向异性特征,在保证插值精度的同时,有效表达了区域内地层的实际延展情况。

三维稳态Q-tensor液晶流系统各向异性的Liouville型定理

考虑速度分量的各向异性进行能量估计,得到三维稳态Q-tensor液晶流系统的Liouville型定理,即若u∈L^(q)(R^(3))∩˙H^(1)(R^(3)),u_(i)∈L xi q/q−2 L s xei(R×R^(2))(i=1,2,3),且Q∈H^(2)(R^(3)),其中2/q+1/s≥1/2,1≤s≤∞,2<q<∞,则该稳态系统只有平凡解.这个结论推广了已有的结果.

各向异性的L_(0)正则化图像平滑方法

现有的图像平滑方法缺乏灵活性,会导致边缘不清晰、结构缺失和过度锐化等问题。文中提出一种新的自适应加权矩阵的正则化方法,主要应用于图像平滑,并且可以扩展到其他应用。提出的模型设计了一个新的正则化项,基于梯度算子▽和自适应加权矩阵T组合为L_(0)范数正则化项,使得模型具有各向异性。通过为不同梯度方向赋予不同的权重,以此来刻画平滑图像的局部结构,更好地展现局部特征,防止过度平滑。由于所提出的模型是非光滑且非凸的,在求解上比较复杂,因此采用ADMM算法对模型进行求解。把目标函数分解成几个易求解的子问题,分别对每个子问题求解,最终得到模型的最优解。主客观实验表明,提出的模型在视觉效果以及数值方面都有明显的提高。

压实粉土渗流各向异性的试验研究

为了分析粉质填土路堤内的渗流规律,对压实粉土的渗透性进行了室内试验研究。分别以压样法和击实法制备试样,通过室内变水头渗透试验研究了压实粉土在不同渗流方向上渗透系数的差异以及干密度对其渗透性的影响规律。结果表明:2种制样方法获得的压实粉土都是在与压实面平行方向上的渗透性最强,垂直方向上的渗透性最弱,表现出明显的渗流各向异性特征,且用击实法获得的试样渗流各向异性更为显著;另外,随着干密度的增大,2种试样在各个方向上的渗透性都减弱,且与压实面平行和垂直2个方向上的渗透系数差值也减小。研究结果可为分析渗流各向异性对粉质填土边坡内渗流场的影响及进一步合理评价其稳定性提供理论基础。

考虑细粒填土强度各向异性的主动土压力研究

为考虑细颗粒填土强度各向异性对土压力的影响,通过直剪试验测定了压实粉质填土多个剪切面上的抗剪强度,证明抗剪强度参数和剪切面倾角之间的关系可用椭圆形函数表示。在朗肯土压力基本假定基础上,假定墙后为横观各向同性填土且压实面水平,通过对处于主动极限状态下的滑动土楔进行受力分析,得到了滑裂面倾角和主动土压力合力的表达式。对墙后填土的极限应力状态的分析表明,作用于墙背上的主动土压力为线性分布。参数分析表明,不论考虑黏聚力各向异性还是考虑内摩擦角各向异性,都会得到比各向同性填土更大的主动土压力值。和各向同性填土相比,黏聚力各向异性会使滑裂面更陡。同时,考虑内摩擦角各向异性时,在内摩擦角较小的填土中会得到更陡的滑裂面,而在内摩擦角较大的填土中,则会得到较缓的滑裂面。

考虑渗透各向异性的隧道周围饱和软土固结特性分析

考虑隧道周围软土非线性固结特性,基于一种交替隐式差分格式编制了计算程序,对二维非线性固结控制方程进行求解。在验证差分解正确性的基础上,得到了隧道均匀渗漏、局部渗漏和综合考虑均匀+局部渗漏模式3种情况下按超静孔压定义的平均固结度随时间的发展规律,并分析了渗透各向异性、软土厚度和初始有效固结应力对隧道周围软土固结度变化的影响规律。结果表明:正确考虑隧道透水模式对固结问题尤为重要;固结速率随渗透各向异性系数rk的增大而增大;在固结后期,固结速率随软土厚度的增大而减小;对于初始有效固结应力不同而初始渗透系数相同的各土体而言,固结速率随初始有效固结应力的增大而增大。

PP纤维对3D打印混凝土各向异性的影响研究

文章研究了不同长度PP(聚丙烯)纤维对3D打印混凝土流动性、抗压强度、抗折强度的影响,并进行了力学各向异性的评价。结果表明:随着PP纤维掺量和长度的增加,3D打印混凝土的流动度会降低。当流动扩展度为170~195mm时,材料具有良好的可打印性能。当打印工艺参数相同时,各个试件所表现出来的各向异性规律基本一致,抗压强度在x方向上最大,y方向上最小,抗折强度在zx方向上最大,zy方向上最小。随着PP纤维掺量和长度的变化,各向异性的离散程度不同。通过研究18mm较长PP纤维,发现18mmPP纤维对3D打印混凝土力学性能的提升不大,但是会导致流动性下降较大,可打印性下降。