大断面硐室围岩塑性区变形及稳定性控制

针对蓄水电站排水大断面硐室围岩塑性变形失稳问题,采用现场调研与弹塑性理论及损伤理论相结合的方法,建立了支护作用下硐室围岩变形力学模型,推导出了围岩塑性区半径及其变形解析解,并运用算例分析了围岩塑性区半径及变形演化规律。同时,采用钻孔窥视仪探测了大断面硐室围岩破坏特征,提出了采用浅部锚固-深部悬吊与注浆相结合的支护方法对大断面硐室围岩的稳定性进行控制。经现场实践表明,该方法能够使大断面硐室围岩变形及整体性得到有效控制,围岩的稳定性得到保障。

不同频率交变磁场下低合金钢焊缝微区磁致塑性变形与磁致伸缩的关系

通过改变交变磁场的频率(磁感应强度一定),研究了QSTE420钢焊缝的磁致微区塑性变形和磁致伸缩幅值随频率的变化趋势,并探讨了磁致微区塑性变形和磁致伸缩两者之间的关系。结果表明:随交变磁场频率的降低,QSTE420钢焊缝区域的磁致塑性变形更加明显,而磁致伸缩幅值则逐渐减小;磁致伸缩所引起的应力、应变不是磁致微区塑性变形的主要原因。

超载疲劳裂纹尖端塑性变形区的研究

根据金属塑性滑移变形在金属表面产生浮凸的机理,探索了一种观察和研究疲劳裂纹尖端塑性变形区的方法。用考虑塑性区应力松驰和裂尖应力状态变化修正后的Westergaad应力函数解法计算所得的塑性区尺寸,与试验结果吻合较好。

大型“H”型钢压力矫直塑性变形失稳区域及侧压力的估算

针对国内首次研制的大型“H”型钢矫直机,提出了塑性变形区域及侧压力估算方法,并进行了分析与讨论,以供本行业科技人员参考与借鉴。

背压对ECAP塑性变形区影响的有限元分析

等径角挤压过程中施加背压可以有效的控制和改善材料的微观组织和机械性能.运用有限元分析方法对不同应变硬化行为材料的一道次背压EACP过程进行了模拟计算,探讨了背压对塑性变形区尺寸,塑性变形区内应变速率的分布,以及变形后试样在纵截面上应变分布的影响.背压对不同材料的影响有明显的不同:应变硬化材料(应变硬化指数n>0),背压的影响是有利的,可以有效地减小塑性变形区的尺寸,使应变分布更均匀;而弹完全塑性材料(n=0),背压增大导致塑性变形区的尺寸增大,塑性应变速率分布不均匀.

圆形工件等通道转角挤压应变分布和塑性变形区的三维有限元分析

利用三维有限元方法模拟了圆形工件的等通道转角挤压过程,分析了工件上应变分布情况,其与理论值和二维模拟的结果符合较好。通过对稳定变形阶段塑性变形区的分析,探讨了应变分布不均匀的原因,所得结果有利于理解工件变形过程和优化工艺设计。

双辊薄带振动铸轧塑性变形区力学行为

针对双辊薄带铸轧中存在的板坯质量问题,提出了振动铸轧新技术,以提高板坯的力学性能。基于Φ500 mm×350 mm双辊薄带微幅振动铸轧机进行了20CrMn钢振动铸轧试验,结果表明,振动铸轧轧制力呈现周期性变化趋势,且低于传统铸轧,由此可知单侧辊的振动会对板坯塑性变形区的受力状态产生显著的影响。为了得到其变化原因,基于弹粘塑性理论与生死单元法,建立了振动铸轧塑性变形区的数值仿真模型,分析了不同振动参数对摩擦力及轧制力的影响。与传统铸轧相比,振动铸轧通过单侧辊振动对塑性变形区施加双向剪切力从而改变了摩擦力的分布形式,使塑性变形区内形成周期性变化的搓轧区,进而降低了轧制力。

深部“三面”孤岛工作面采动覆岩变形特征研究

为研究左、右、上三面均存在老采空区的深部“三面”孤岛工作面回采过程中覆岩变形破坏特征,以某煤矿120502工作面为研究对象,利用FLAC3D模拟软件对回采过程中覆岩应力、位移和塑性区变形特征进行了系统的数值研究。结果表明:左、右、上三面均存在老采空区的“三面”孤岛工作面在回采过程中主要受上部老采空区扰动,倾向上左侧煤柱应力集中程度较高,走向上工作面前方的垂直应力先降低后不断升高,应力集中系数不断增大;垂直位移的方向由向下转变为向上,向下的垂直位移峰值不断增大,但向上的垂直位移峰值保持稳定;塑性区的破坏范围呈现“马鞍形”,逐渐扩大与临近3个老采空区塑性区相互贯通,且顶板上方岩体处于拉压应力区,采空区围岩裂隙发育更为充分;临近老采空区和卸压煤体内的瓦斯均向开采层采空区流动,应重点加强该工作面采空区内的瓦斯抽采工作。

桥式吊车箱形主梁焊缝变形挠度的简化计算方法

预应力钢筋的挠度计算已有成熟的公式可资应用,焊缝和火焰变形则比较生疏,两者基本原理相同。现将目前广泛采用的几个焊缝变形挠度计算公式汇集在一起,进行分析。

海龟背甲多层结构的能量耗散机理研究

目的研究海龟背甲的多层结构引起的塑性能量耗散和损伤能量耗散机理。方法考虑海龟背甲的多层结构、角质层和胶原蛋白质层的塑性变形、角质层和胶原蛋白质层间界面脱黏、胶原蛋白质层和骨骼层间界面脱黏以及骨骼层的脆性断裂,建立海龟背甲的断裂力学模型,开展背甲在冲击载荷作用下的破坏力学行为的数值模拟。结果背甲的角质层和胶原蛋白质层的塑性变形与界面脱黏相互促进。在低冲击速度下,界面脱黏引起的损伤能量耗散与角质层和胶原蛋白质层的塑性耗散相等;两种耗散机理产生了相同的增韧效果。在高冲击速度下,角质层和胶原蛋白质层的塑性耗散大于界面脱黏的损伤能量耗散,表明塑性变形是背甲主要的增韧机理。另外,冲击速度会影响塑性耗散的程度;随着冲击速度的增加,塑性耗散呈现出先减小后增大的趋势。这一趋势与角质层和胶原蛋白质层的塑性变形模式有关。随着冲击速度的增加,两层中的塑性变形区逐渐减小且塑性应变值增大,表现出塑性应变局部化。冲击速度的进一步增大导致两层中塑性变形扩展,抑制了塑性应变局部化。结论本文揭示的海龟背甲多层结构中塑性耗散和界面脱黏引起的损伤能量耗散相互作用机理为设计高韧性、抗冲击的工程防护材料提供了理论依据。

变质岩隧道锚下穿隧道稳定性分析及工程应用

为研究特大桥隧道锚的承载能力,文中基于原位试验相关岩土力学参数,通过FLAC^(3D)对澜沧江特大桥隧道锚施工和运营时与主线隧道相互作用的稳定性进行研究,结果表明,缆力施加引起地表的最大位移约为0.35 mm,锚塞体的最大位移为0.97 mm;缆力施加后,锚洞围岩和索鞍支座围岩的点安全度均有降低,而索鞍支座下方围岩的点安全度降低更明显;隧道锚施工后,主线隧道塑性区范围明显增大;缆力的施加引起主线隧道二衬的最大变位和最大主应力值均较低,对主线隧道的稳定性影响较小。

密闭墙体与回采巷道合理距离的分析与研究

阳泉南煤集团某煤矿八采区采用单翼开采,大巷煤柱一侧采煤工作面采用倾向长壁采煤工艺,工作面回采完成后对回采巷道进行密闭处理。该煤矿通过理论分析和Flac^(3D)岩土计算软件建模分析,得出了8836工作面运输顺槽距密闭墙的合理距离,并在15^(#)大巷煤柱回采期间,对密闭墙和巷道围岩变形量进行监测加以验证。明确8836工作面运输顺槽距密闭墙的距离最佳值为8m,该参数的确定为15^(#)大巷保护煤柱的安全高效回收奠定了基础。

初生α相对Ti6242s合金在保载疲劳载荷作用下微区塑性变形的影响

分析Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si(Ti6242s)合金的组织特征和疲劳性能的关系。微观组织定量分析结果显示,不同温度固溶处理对初生α相的比例和形貌有明显影响,这些微观结构特征的变化对Ti6242s合金的室温拉伸性能和低周期疲劳性能有轻微的影响,但是对室温保载疲劳和保载疲劳敏感性有明显影响。随后分析证实了Ti6242s合金在保载疲劳载荷作用下存在相对较强的应力集中和不均匀微区塑性变形情况。而且,通过对疲劳失效断口形貌分析也证实了Ti6242s合金在室温保载疲劳下形成小平面特征和附近的准解理断裂区域特征,相关测试结果恰好对应等轴初生α相和附近的软相/软晶粒的微观组织应力应变分布表征结果。因此,在具有较低体积分数等轴初生α相的合金中形成相对较低程度的微区不均匀塑性变形,有助于降低裂纹萌生的概率并延迟裂纹扩展,从而改善保载疲劳性能。

弓长岭井下矿上盘运输巷道让压开拓方法研究

弓长岭井下矿中央区-280 m上盘运输巷道地压活动剧烈,高强度的刚性支护无法控制地压显现,支护后巷道出现拱顶开裂下沉、墙体片帮内推、底鼓等现象,严重地影响了矿山正常生产。现场调查了-280 m上盘运输巷道的破坏部位和破坏范围,分析了岩性对巷道稳定性的影响,研究得出楔形体压力是地压显现的直接原因,建立了力学模型,并通过计算验证分析的可靠性。利用上盘回采边界与巷道破坏边界的相互关系,确定让压角为74°~78°,划分塑性变形区和弹性变形区,将-340 m上盘运输巷道布置在弹性变形区,采取让压开拓方式。实践表明,让压开拓方案能够有效地控制上盘运输巷道地压显现问题,保证矿山的正常生产。

非均质介质破坏机制及承载力的有限元分析

地基承载介质的破坏模式将直接影响到地基承载力计算方法的选择。为了有效地对非均质成层介质的承载力问题进行分析研究,编制了有限元程序对其破坏机制进行模拟计算。结合原位载荷试验,利用试验数据对有限元分析结果进行了验证,表明有限元计算结果是可信的。在此基础上对非均质成层介质地基在外部载荷作用下内部塑性变形和破坏面的形状进行计算分析,结果表明:非均质介质地基的破坏模式主要是整体剪切破坏和局部剪切破坏两种形式;塑性变形首先出现在基础边缘,随着外载荷的增大,塑性变形区域在非均质介质中逐渐扩展并最终形成一个贯通的塑性区。

PA6/CaCO_3复合材料的单边缺口拉伸断裂研究

研究了尼龙6(PA6)/CaCO3复合材料的单边缺口拉伸断裂。结果表明,PA6/CaCO3复合材料在拉伸速率为0.1～300 mm/min的缺口拉伸实验中,裂纹扩展均为脆性断裂。断口主要分为塑性屈服变形区和弹性变形区两部分。塑性屈服变形区形貌是以缺口根部为底边的圆弧型,弹性变形区将塑性屈服变形区包围在里面。塑性屈服变形区面积到达临界尺寸后,材料瞬间断裂。断裂后观察到的塑性屈服变形区面积即为在该实验条件下的裂纹源面积。随着拉伸速率增加,其裂纹源面积减小,而弹性变形区域增加,弹性储存能的储存速度增加,在其裂纹源面积较小的情况下即可发生瞬间脆断。

三折线线性软化土体中球孔扩张问题解答

以三折线线性软化模型为基础,结合Tresca屈服准则和不相关联的流动法则,同时考虑了塑性区弹性变形,推导了具有应变软化和剪胀特性的土体球孔扩张问题的解。运用所得解分析了不同剪胀特性和不同软化程度对球形孔扩张结果的影响。

大采高工作面复用巷道注浆加固工艺研究

针对大采高工作面复用巷道变形量大、,维护困难的问题,以成庄煤矿5310工作面复用巷道为研究对象,通过现场实测,对巷道的变形分布特征进行了分析,得到了复用巷道的加固范围,并提出二次注浆加固方案。在选取新型注浆材料的基础上,对加固方案进行了实施,结果表明:二次注浆后,巷道变形量减小了50%以上,有效提高了复用巷道的支护强度,保障了巷道的稳定性。

环件轧制过程的模拟

本文在分析环件金属变形的基础上,用上界单元法构造了满足边界条件的速度场,分析了各工艺因素对环轧中力能参数,塑性变形区形状,芯辊大辊压下量分配等变化规律的影响,理论结果得到了实验验证.所提出的方法可用于环轧工艺分析,对生产和轧机设计具有实际的应用意义.

采场来压预报中顺槽测站的选择

一、坚硬岩层的悬梁结构及其应力-应变规律坚硬顶板在初次垮落之后,一般呈现一端嵌固的悬梁状态。而实际上,嵌固点并非绝对固定支点,受支承压力的影响,煤体内会形成如图1所示的塑性变形区a和弹性变形区b,使老顶的变形从嵌固点0向岩梁深处转移,顶板的变形随着煤体变形特征的变化,呈现出不同的变形速度。