采动支承压力引起应变型冲击地压能量判据研究

采动支承压力引起的能量积聚及其突发释放是导致应变型冲击地压发生的根源之一。在将工作面前方煤体划分为阻力区、驱动区和无明显影响区的基础上,把应变型冲击地压从孕育到发生全过程分为能量稳定积聚、能量平衡和能量非稳定释放3个阶段,并研究其发生的基本条件;建立了采动支承压力引起应变型冲击地压的能量判据,即认为力学平衡状态破坏时驱动区煤体释放的弹性应变能与阻力区煤体完全破坏消耗能量的比值大于1。从冲击地压防治角度出发,提出了阻力区临界宽度的概念,建立了以阻力区宽度为指标的应变型冲击地压发生判据。现场实测表明,本文所建立的能量判据和指标与实测结果相吻合。其研究成果可为采动支承压力引起应变型冲击地压的预测预报和防冲、减冲工作的实施提供依据。

结构振动模态截断的能量判据

通过在结构状态响应向量空间中定义一个函数,并证明该函数数学实质为范数、物理意义为结构能量;建立了模态截断的能量判据,从理论上证明了该判据的收敛性;以高拱坝结构在地震荷载作用下的模态截断为例,计算结果表明:(1)由于能量判据为标量,因此计算收敛性易于实现;(2)由能量判据作出的模态截断能够提高结构振动分析的精度;(3)对于高拱坝,由于其频率密集,应取10阶以上乃至更多模态进行分析。

浮选药剂性能的能量判据计算

提出了浮选药剂性能计算的新方法———能量判据计算，得出能量判据ΔＥ 是药剂及矿物的前线电子密度、前线轨道能量、净电荷等量化参量的函数，由静电作用项ΔＥ１、正配键共价作用项ΔＥ２ 和反馈键共价作用项ΔＥ３ 构成．通过探讨能量判据与基团电负性、化合物溶度积、临界ｐＨ值和接触角的相互对应关系，揭示了能量判据的价键因素、空间因素本质．

能量判据在爆破振动安全中的应用初探

针对现有爆破振动安全判据的某些局限和不足,探讨构建能量判据作为爆破振动安全评价指标。基于MATLAB小波分析工具箱的平台,从能量角度出发,运用小波分析技术对爆破振动信号进行分解,得出各频带爆破振动信号分量的小波频带能量,并构建综合考虑爆破振动强度、频率和持续时间以及受振建(构)筑物固有频率特性等因素影响的折合能量判据。相比现行的振速-频率安全判据,可视为一种进步,其工程应用具有一定实用价值和现实意义。

采掘诱发断层冲击地压的能量判据及监测

建立了断层冲击地压发生模型,将断层冲击地压的发生看作是静载荷和动载荷的叠加耦合作用,结合冲击地压启动理论和弹性波理论,推导了采掘诱发断层冲击地压发生的能量判据。结合实际工程实例,采用微震监测技术观测某矿1302工作面的微震活动,结果表明微震能够监测到采动应力和断层活化情况,为工作面冲击危险区的确定提供可靠帮助。

基于能量判据的柔性机械臂模型降阶

应用有限元法进行柔性机械臂的建模和分析非常有效,然而随着对柔性机械臂分段数的增加,系统动力学模型阶数急剧增大,需要进行模型简化。建立了基于能量范数的能量判据,将能量判据作为柔性机械臂系统模态截断的一个标准,以能量响应信息的收敛程度或者模态能量贡献作为系统模态截断的判断标准。通过与基于均衡实现的模态截断的比较,显示基于能量判据的模态截断法更适合于考虑刚柔耦合的柔性机械臂系统。对单连杆柔性机械臂有限元模型进行降阶,仿真结果表明提出方法的有效性。

轨道方程和能量判据的简单推导

本文首先导出反平方引力场的另一重要运动积分──隆格－楞茨矢量Ａ，并由此矢量十分简洁地推出质点的轨道方程和能量判据，避免了一些文献中的的微积分运算.

基于地应力实测与能量判据的深埋隧道岩爆预测

根据巴基斯坦N-J水电站TBM引水隧洞地质构造和岩体赋存状况,采用套孔应力解除技术对深埋TBM隧道进行了现场地应力实测,进而依据地应力场分布差异将其分为构造和非构造应力影响区。岩石力学室内试验结果表明:砂岩的储能极限对卸载速率不敏感,在一定初始围压下基本为定值。在此基础上,从岩爆能量角度采用数值模拟分析揭示深埋隧道围岩能量分布变化规律,预测不同埋深、不同地应力场条件下隧洞岩爆的级别及规模范围。研究成果可为深部地下工程岩爆的预测提供一种新的思路。

一种基于反应谱理论的结构抗震性能能量判据

基于弹性反应谱理论,提出了一个用于评判结构抗震性能的能量判据,导出了相应的计算公式。其基本思想是通过计算地震时经地面输入到结构体的势能,对不同设计方案的抗震性能做出评判。采用本文提出的方法,对工程实例进行了计算,结果表明,该能量判据在工程方案的比选和优化方面较具实用价值。

虚功原理与能量判据的关系

本文从热力学的角度证明,热力学中的能量判据包含静力学中的虚功原理,是静力学中虚功原理的推广.

煤与瓦斯突出发动能量判据研究

煤与瓦斯突出发生与采掘过程能量演化过程密切相关。文章以工作面前方一定距离的含瓦斯煤岩系统为研究对象,分析计算了含瓦斯煤岩系统从受载变形到失稳破坏抛出全过程积聚储存的能量(突出潜能)与耗散的能量(突出耗能),导出了煤与瓦斯突出发生的能量判据表达式。结果表明:含瓦斯煤岩失稳破坏时,顶底板存储的弹性变形能与损伤破坏带来的重力势能会促进失稳煤体的破碎抛出,增大煤与瓦斯突出的总能量。突出潜能包括含瓦斯煤岩受载储存弹性变形能、游离瓦斯膨胀变形能、吸附瓦斯解吸膨胀变形能、失稳煤体重力势能做功和顶底板释放储存弹性能与失稳破坏顶板重力势能对煤体所做之功,突出耗能包括煤体破碎功和煤体抛出功。煤与瓦斯突出发生能量判据时,煤与瓦斯突出就会发生。

基于能量法判据的压气机叶片颤振风险分析

叶片颤振属于气动弹性稳定性问题,是压气机叶片在设计过程的必要环节,文章以某轴流压气机叶片为分析对象,采用能量法判据进行了叶片瞬态气动分析,得到在一个振动周期内气流对叶片所做的功,根据气流对叶片做功的正负,判断叶片的颤振风险,为压气机叶片的安全运行提供了重要理论依据.

边坡失稳三类能量突变判据的统一性

强度折减法失稳判据研究是边坡稳定性分析领域的热点问题。特征点位移突变判据、塑性区贯通判据和计算程序不收敛判据这3类常用失稳判据被认为分别对应于重力势能降突变判据、耗散能增量突变判据和动能增量突变判据这3类能量突变判据。为了统一上述3类能量突变判据,基于最小势能原理,提出了强度折减法新的失稳判据-变分值判据。推导了数值模型总势能二阶变分值计算公式,发现了一种变分施加方式,编写了变分值计算程序,给出了基于变分值正负判断模型稳定与否的流程。通过典型边坡算例,验证了变分值判据和3类能量突变判据的统一性。通过改变数值模型的网格密度、边坡角度和边坡高度等典型参数,讨论变分值判据和3类能量突变判据统一性的一般性。结果表明:变分值判据计算结果与3类能量突变判据计算结果接近,彼此的相对误差小于5%。变分值判据统一了3类能量突变判据,为3类能量突变判据的统一性提供了力学解释。

基于能量判据的结构抗震性能实用评估分析方法

研究基于能量判据的具有累积损伤特性的结构抗震性能实用评估计算方法。采用基于低周疲劳损伤的累积损伤评估模型,推导出结构的滞回耗能的能力值和地震能量需求值的简化计算公式,建立更为合理的以能量判据的结构抗震破坏准则。最后通过一算例分析表明:根据对应的结构性能目标,用能量判据公式评估具有累积损伤特性的结构抗震性能,能全面评估地震作用下结构的破坏程度。该方法能够满足工程实际精度要求,也是非常简便、实用可行的。

掘进工作面煤岩失稳的动态分析及能量判据

煤岩的失稳是煤与瓦斯突出发生的先决条件。以理论分析和数值模拟为主要手段,分析了石门和煤巷掘进工作面煤岩体失稳前后应力和瓦斯的动态变化,研究了应力和瓦斯对煤岩体失稳的作用和影响,建立了煤岩体卸围压破坏过程中应力变化的动态分析模型,分析了破坏过程中升压和降压2个不同的阶段,解释了动态扰动下煤岩易于发生失稳的原因和机制,并提出了掘进工作面煤岩失稳的能量判据。以上研究对进一步揭示煤与瓦斯突出的发生机理和突出的探测预防具有一定的指导作用。

煤矿冲击地压发生风险判别公式及应用

针对传统冲击地压发生判别方法缺乏灾害全过程考虑的问题,以煤矿冲击地压发生物理过程分解为切入点,采用理论分析、数值模拟、力学推导、工程验证等方法,开展基于物理过程分解的煤矿冲击地压发生风险判别指数计算公式及其应用研究。结果表明,冲击地压发生物理过程中存在的空间序列为采动围岩极限平衡区—采动围岩近场弹、塑性区—采掘活动空间;依次对应的时间序列为冲击启动阶段—冲击能量传递阶段—冲击地压显现阶段。冲击地压完成物理过程必须同时满足冲击启动和克服阻抗2个力学条件;分别建立了动、静载荷加载型以及高静载荷叠加型冲击地压启动力学模型、冲击地压克服阻抗显现力学模型;得到了冲击地压启动能量判据公式、冲击地压显现能量判据公式;基于上述2项公式建立了既考虑动载荷源、又考虑静载荷源,兼顾冲击启动力学条件满足、冲击地压显现力学条件满足的冲击地压发生风险判别指数计算公式;依据判别指数计算公式,得到冲击地压发生风险性与煤岩体静、动载能之和成正比,与支护及围岩阻抗能成反比的关系;建立了基于冲击地压发生风险判别指数的巷道降载荷−增阻抗耦合防冲工程结构力学模型,并进行了工程应用,实践表明达到了防治冲击地压目的。

一种基于能量和熵的自动聚焦算法

本文提出了一种基于能量和熵的自动聚焦算法 .在讨论镜头系统造成图像模糊原理的基础上 ,提出以空域高频能量和熵作为图像清晰度判据并详细分析了判据性能 ,针对传统的MCS聚焦流程所固有的局限性 ,引入了方向测试帧概念 ,通过联合使用多种清晰度判据以及步长的自适应调整策略提高了自动聚焦的可靠性、聚焦速度以及聚焦灵敏度 .本算法应用在作者开发的高清晰度图像采集系统中 ,试验结果证明所提出的判据和实际聚焦过程吻合 。

南亚夏季风影响西太平洋副高南北进退活动的小波包能量诊断

基于小波包分解重构方法,利用NCEP/NCAR逐日再分析资料,讨论了南亚夏季风与季内西太平洋副高活动的关系,提出和定义了用以诊断副高活动的夏季风频域能量判据。诊断结果除佐证了副高已有的一些研究结果和变化规律外,还揭示出副高与季风间一些新的关系特征。

基于能量法的强夯频域分析

强夯分析一般基于时域,利用能量方法,在频域中对强夯作用下地基动力响应进行研究与计算。由于地基模态密集,提出以能量响应信息的收敛作为模态截断的判断指标,建立能量范数和能量判据,计算强夯动力响应的模态截断阶数。根据能量方程研究强夯过程中地基应变能和动能的响应规律,研究结果表明大量的夯击能都转变为波动能量,可以认为除了表层土直接受夯锤的冲击力作用外,深层土主要是受波动影响。

坚硬顶板初次垮落中的能量转化及释放研究

为了研究坚硬顶板岩梁的破裂及演化规律,基于能量法分析坚硬顶板岩梁初次垮落时的能量种类及其转化。应用弹-脆性双支梁模型分析基本顶岩梁破裂过程中能量的种类,并计算储存积聚的能量和释放的能量。储存积聚的弹性势能一部分转化为辐射能和热能,这部分能量等价于岩石破裂克服抗拉强度所耗散的能量,另一部分弹性势能将转化为破裂岩块所释放的动能。根据能量守恒定律,给出基本顶单一裂纹破裂的能量判据,并计算能量释放率。通过分析可知,基本顶岩梁储存积聚的弹性势能随上覆岩层重量及开采距离的增大而增大,随基本顶高度的增加而减小;能量释放率与岩梁的抗拉强度、岩梁的厚度成正比,与裂纹扩展速度的平方成正比。