基于交互作用积分的异种金属焊接区域裂纹扩展模拟方法

核电厂中存在大量的异种金属焊接区域,该区域内裂纹扩展的合理评价与核电厂安全运行密切相关。由于焊接区域材料具有显著的非均匀特点,传统的J积分理论在该区域不再具有守恒性,同时大量的运行经验反馈表明,在焊接区域裂纹扩展呈现出明显的偏折现象,传统基于Ⅰ型裂纹扩展的分析方法不再适用。为解决上述问题,本文建立了基于交互作用积分理论的异种金属焊接区域裂纹扩展模拟方法。通过交互作用积分的引入,能够准确计算焊接区域复合型裂纹的应力强度因子,采用最大周向应力等裂纹扩展准则后,能够快速实现裂纹扩展路径的预测。通过将本文方法与实验结果和解析解进行对比分析,验证了当前方法的精度和有效性。该方法的建立对焊接区域裂纹扩展模拟及核电设备安全分析评价具有重要意义。

低温下HTS-A钢疲劳裂纹扩展速率预报方法研究

针对低温下船用HTS-A钢的疲劳裂纹扩展行为,本文采用25 mm厚HTS-A钢CT试样为研究对象,开展常温及不同低温环境下疲劳裂纹扩展试验。在试验研究的基础上,提出包含温度项的改进McEvily公式的低温疲劳裂纹扩展预报方法。结果表明:随着温度的降低,HTS-A钢的疲劳裂纹扩展速率逐渐降低。在-60℃时,HTS-A钢的低温疲劳裂纹扩展速率没有出现低温脆断,试验结果可为船用HTS-A钢低温疲劳设计提供数据参考。同时,分别采用本文HTS-A钢低温试验数据和文献中的钛合金低温试验数据验证低温疲劳裂纹扩展速率预报方法的合理性及正确性,该方法可用于预报不同低温环境下金属疲劳裂纹扩展速率。

雾环境中基于深自编码器和扩展孤立森林的入侵检测方法

针对物联网中多变性的入侵行为,在雾计算模式下提出一种基于深自编码器和扩展孤立森林相混合的入侵检测方法。使用一维卷积神经网络(1D-CNN)实现的自编码器对雾节点采集的网络流量数据进行入侵检测,并将攻击和正常流量数据分为两组;采用扩展孤立森林算法分别对深自编码器区分的攻击流量和正常流量进行异常检测,尝试识别攻击组和正常组中不匹配的数据点,从而提高所提方法的整体检测准确度和降低误报率。与其他入侵检测方法相比,所提方法在多个指标中取得最佳的结果,能够有效识别快速演化的网络攻击。

混凝土裂纹扩展过程的测量方法研究综述

为充分应用混凝土结构物的承载能力及保障其运营安全,需及时进行裂纹检测,并掌握裂纹扩展情况。针对混凝土裂纹扩展过程的试验测量,主要介绍了光弹性贴片法、云纹干涉法、电子散斑干涉法和数字图像相关方法4种测量方法,并从原理、特点以及在混凝土裂纹扩展过程测量中的应用等方面分析了4种方法的优缺点。结果表明:电子散斑干涉法和数字图像相关方法能更好地应用于混凝土裂纹的测量,本文成果可为混凝土裂纹扩展测量方法的选择提供一定的理论支撑。

电力业务扩展系统用户意图自动化识别方法

识别用户意图过程中,单一字节对应意图特征识别误差较大,用户意图识别准确率较低,由此,提出电力业务扩展系统的用户意图自动化识别方法。建立TVII字节特征模型,二次提取特征并确定池化维度层两个临界值的系数,定义字节特征意图机制,构建具有交叉特征的熵损失函数,将意图识别文本与拼接量融合,分析载入语句构成字节特征,自动化整合识别过程参量,完成用户意图自动化识别。实验结果表明:该方法能将用户意图识别准确率控制在97.62%~98.72%范围内,用户意图识别准确率更高,适合电力业务扩展系统应用。

冲旋步进钻井提速方法的井底裂纹拓展特性

针对深部地层井底岩石硬度高、强度大和应力集中现象导致的岩石可钻性差、破岩效率低和使用寿命短的问题,提出旋冲钻井和差压步进破岩方法相结合的冲旋步进钻井提速新理念。为了研究冲击作用下差压步进钻头破碎地层岩石的裂纹拓展规律,采用有限-离散元(FDEM)方法建立了球齿冲击三维薄板模型,开展了球齿在不同冲击能量、冲击位置及岩石种类等条件下的冲击破岩过程模拟,获得了阶梯型井底岩石在冲击作用下的裂纹扩展规律。研究结果表明:由于阶梯面的存在,球齿在冲击作用下对阶梯型井底造成的预损伤区域比常规井底更大,冲击位置靠近阶梯面的裂纹扩展效果更好;双球齿冲击阶梯井底容易形成较大范围的岩石破碎区,降低了破碎阶梯井底地层岩石的难度;球齿冲击过程中对青砂岩造成的预损伤区域比花岗岩大,在冲击能量相同的情况下球齿冲击破碎花岗岩更为困难。利用冲旋步进钻井方法理论上可以进一步提高难钻地层钻井速度,但具体效果需要经现场试验及优化。所得结论可为深部难钻地层钻井速度的提升提供新的思路。

高停泵特征储层压裂施工参数优化设计方法——以海拉尔油田为例

海拉尔油田深部储层大规模压裂施工停泵压力梯度高,加砂困难,压裂效益低。为了明确高停泵储层裂缝起裂和扩展特征,优化高停泵储层压裂施工参数,利用FracproPT软件模拟海拉尔油田高停泵储层的裂缝扩展,分析了裂缝起裂和扩展的特征,以及高停泵储层渗透率、储层与隔层应力差、杨氏模量和泊松比对施工参数的影响,并对排量、液量、平均砂比和前置液百分数四个施工参数进行了关联性模拟研究。结果表明,高停泵储层压裂裂缝高度易失去控制,裂缝长度和铺砂浓度小,施工成功率低。针对高停泵储层压裂施工特征,最终形成了控制压力,限制缝高的高停泵储层压裂优化设计方法。通过开展实例井应用,证实了该方法的适用性,可为高停泵储层的压裂优化设计和高效开发提供借鉴。

扩展Fisher-Kolmogorov方程的格子Boltzmann方法

基于格子Boltzmann方法构造了一种新的求解扩展Fisher-Kolmogorov(EFK)方程的数值格式.利用Taylor展开和Chapman-Enskog多尺度展开技术,得到一维、二维EFK方程格子Boltzmann模型的局部平衡态分布函数和修正函数,进一步恢复对应宏观方程.在此基础上,推导出模型迭代格式的稳定性条件,并利用模型求解EFK方程的初边值问题.

油藏组分模型的无网格扩展有限体积法

本文开发了油藏组分模型的首个无网格数值求解器。该无网格求解器使用生成时受拓扑约束较少的点云和扩展有限体积法分别离散油藏计算域和控制方程,可以直接使用网格类模拟器中已有的非线性求解器计算全局非线性离散方程组而获取油藏计算域压力、相饱和度和组分浓度的分布。采用两个典型的油藏组分模型算例(包括CO_(2)驱和蒸汽驱)用以检验该无网格模拟器的计算表现。算例结果表明,相较于网格类方法,该无网格模拟器能够显著降低对复杂油藏计算域的离散难度,且能避免笛卡尔网格有限体积法的网格取向效应,提高了计算精度和非线性求解的收敛效率。

国土空间规划背景下城镇扩展时空演变特征分析

以广州市花都区为研究区域,分别获取2000年、2010年和2020年3个监测周期的遥感影像,探索利用ENVI深度学习卷积神经网络模型(CNN)快速准确提取城镇建设用地的技术方法,结合定量分析方法采用扩展弹性系数与强度指数、城镇建设用地扩展空间分布特征、城镇建设用地转入土地利用类型结构以及与人口、经济的匹配度等指标,分析了20年内广州市花都区城镇扩展时空演变规律,对国土空间背景下广州市花都区城镇空间的合理规划和土地资源的高效集约节约利用具有重要的参考价值。

基于配电自动化故障管理的配电网扩展规划方法研究

在电网故障管理基础上制定配电网扩展规划,能够充分利用自动化设置高效处理配电网中存在的故障,增强配电网实际运行的稳定性与可靠性。本文对配电自动化故障管理的配电网扩展规划方法进行了研究。

基于不定可扩展性概念再探对角线方法

使用对角线方法不仅能得到数理逻辑的基本定理,也能导致逻辑悖论。通过对达米特的不定可扩展性概念及其与对角线方法的关联的考查,指出:(1)西蒙斯没有将不定可扩展性概念与对角线方法关联起来,所以其关于对角线论证不同类型的划分只是表面的;(2)汤姆逊对角线引理并没有刻画出对角线方法的实质;(3)对某概念可以使用对角线方法当且仅当该概念是不定可扩展的;(4)使用对角线方法可以发现不定可扩展性概念,从而为刻画自然语言的动态语义模型提供思路。

时间分数阶(2+1)-维扩展Fisher-Kolmogorov方程的精确解

利用Lie方法对一类时间分数阶(2+1)-维扩展Fisher-Kolmogorov方程进行对称分析,并求得该方程的不变解,借助不变解对方程进行降维处理。对引入分数阶复变换得到的常微分方程运用辅助函数法,从而得到这类时间分数阶方程在参数满足各种不同情况下的精确解,包括三角函数解和孤波解等。最后绘出两类典型精确解的行波图。

轨道交通可扩展升降平台设计方法

以高空设备检修工作为背景,总结了传统检修作业易发生危险事故以及操作不便等特点,提出了轨道交通可扩展升降平台的设计方案及具体实施过程。该升降平台能够在安全、便利的情况下适用于目前轨道交通行业的各类车辆车身的作业生产,并增加现场生产的可控性与安全性。

基于XML的勘查技术方法标准数字化研究探讨——以《大地电磁测深法技术规程(DZ/T 0173-2022)》为例

【研究目的】作为地质行业发展的重要技术保障,勘查技术方法标准的精细化和综合化的发展趋势在客观上迫切需要加快存量标准的数字化,以满足标准技术内容的快速检索、分析、比对、拆分与重构等诸多需求。【研究方法】以勘查技术方法标准体系中占比最大、结构趋同的规程类型标准《大地电磁测深法技术规程(DZ/T 0173-2022)》为例,参照国家标准结构化置标框架,采用可扩展标记语言XML对其进行结构化。【研究结果】建立了勘查技术规程类型标准要素与结构化框架的对应关系,基于XML实现了勘查技术方法标准的基本信息、辅助信息、术语信息和主体内容等模块的结构化描述,提出了结构化框架存在要素缺失、结构化描述维度单一、结构化模块颗粒度较粗等不足。【结论】勘查技术方法标准数字化研究应加强开展不同功能类型标准结构元模型、元素集、内容模板和样式表等方面研究,实现全要素、多维度、细颗粒的标准内容结构化,为实现勘查技术方法标准机器可读、可解析奠定坚实基础。

基于LCEM-GFEM方法爆炸载荷作用下含缺陷岩体损伤机理研究

在爆破作业过程中,岩体缺陷对裂纹扩展具有显著影响。本研究基于全局有限元方法的局部黏结单元(LCEM-GFEM)方法构建数值模拟模型,研究爆破作用下含缺陷岩体的损伤演化和裂纹扩展模式。通过引入能量传递系数,定量分析了缺陷形态对应力波传播和衰减的影响。结果表明,缺陷形态对岩体的损伤特性和裂纹扩展具有显著影响。随着平行缺陷夹角的增加,爆破诱发的裂缝与衍生裂缝的合并路径从缺陷末端转移到了缺陷中间,能量传递系数增加,分形维度减小。随着平行缺陷之间的水平距离增加,平行缺陷之间的裂缝数目和能量传递系数相应减少。随着垂直缺陷之间的垂直距离增加,穿过缺陷C的主水平裂缝长度增加,能量传递系数和分形维度也增加。研究结果可为受到爆破荷载作用下含缺陷岩体的损伤特征提供指导。

温度对金属微互连结构界面微裂纹扩展连通过程的影响

采用晶体相场方法在纳米尺度下对金属微互连结构界面微裂纹扩展连通过程进行了研究。结果表明:随着温度的升高和演化时间的增加,微裂纹扩展过程中主裂纹长度增大,二次微裂纹数量增多,微裂纹呈“一字形”和“树枝状”生长,微裂纹扩展过程中的连通行为逐渐增多。初始缺口形貌为圆形的微裂纹在扩展过程中主裂纹长度和二次微裂纹出现的时间均比初始缺口形貌为矩形的慢。微裂纹扩展长度随着演化时间和温度的增加逐渐增大;微裂纹扩展速率随着温度的增加而增大,但随着演化时间的增加,呈先增加后减小趋势。温度并不改变原子波动周期,不同温度下微裂纹的扩展只取决于原子扩散速率,与原子间距无关。

三维表面裂纹扩展轨迹与数值仿真研究

针对三维表面裂纹扩展形态和轨迹难以预测的特点,基于ANSYS有限元分析软件,利用三维裂纹扩展仿真方法,开发三维裂纹扩展程序,研究典型的三维表面单裂纹与三维非等大共面表面双裂纹扩展轨迹,实现了任意三维多裂纹扩展轨迹的数值模拟。主要研究内容与结论如下:针对三维表面单裂纹模型,当初始裂纹形状c/a>1时,最深处的应力强度因子值大于自由表面处应力强度因子值,随着裂纹的不断扩展,前缘会渐渐趋于稳定的圆形。而对于三维非等大共面表面双裂纹,较大的裂纹扩展速率大于较小的裂纹。开始时2条裂纹均沿光滑的样条曲线扩展,后来受到另一条裂纹的影响,在彼此接近处,由于应力放大作用,此部位的应力强度因子变大,扩展速率也会高于裂纹前缘其他部位。

基于扩展有限元法的水工压力隧洞水力劈裂分析

考虑裂隙面水压力作用的虚功原理,采用扩展有限元法分析水工压力隧洞水力劈裂问题的控制方程,对水工压力隧洞的水力劈裂进行了数值模拟分析。计算结果表明,水力劈裂对隧洞内壁周边应力场的影响较大,对远离隧洞内壁处应力场的影响较小,考虑水力劈裂计算得到的环向位移要大于不考虑水力劈裂计算得到的环向位移;水力劈裂对II型应力强度因子影响较小,水力劈裂导致I型应力强度因子增大;侧压力系数对II型应力强度因子影响较小,对I型应力强度因子影响较大,且随着侧压力系数增大,I型应力强度因子也不断增大;随着裂隙扩展,洞顶和洞右侧控制点的径向位移不断增大,而洞右侧与洞左侧的环向位移也不断增大。

基于多试样法的PVC塑料J-R阻力曲线的简便测量方法

获得PVC材料的J-R阻力曲线以及断裂韧度J_(IC)的难点在于裂纹扩展量Δa的测量,传统染色处理以及三维测量等方法过程复杂且测试成本高。由于塑料的易切割性,可以简化Δa的测量过程。因此,基于多试样法,提出根据规范的测点要求对加载后的试件沿着裂纹纵向切割成若干片、再通过工业电子显微镜测量每个切割片上的裂纹长度,从而获得Δa的二维测量方法。通过GB 21143—2014和ASTM D6068-10两个标准,应用该方法均能获得相对一致的J-R阻力曲线和J_(IC)值,测试结果有效且准确。其中根据GB 21143—2014获得PVC的J_(IC)值为8.03 kJ/m^(2),J-R阻力曲线拟合方程的系数为9.93,指数为0.15;根据ASTM D6068-10获得PVC的J_(IC)为8.31 kJ/m^(2),J-R阻力曲线拟合方程的系数为12.7,指数为0.3;表明ASTM D6068-10获得PVC的断裂韧度J_(IC)值和拟合方程的系数、指数均大于GB 21143—2014。由于PVC材料与金属材料性能的差异,得出ASTM D6068-10更适用于测试PVC材料的J-R阻力曲线和J_(IC)值的结论。该方法将传统的裂纹染色处理和三维测量等复杂操作简化为切片和二维测量,简化测量过程,降低了测量成本,可普及应用于塑料断裂韧性的测量。