仿生非光滑理论在钻井工程中的应用与前景

仿生学是一门可与很多学科交叉的边缘性学科,同样与钻井工程技术的融合也将产生创新性成果。在分析仿生非光滑表面减阻、防黏和耐磨特性的基础上,将该理论引入到钻头设计中,研制仿生金刚石钻头。以蜣螂为仿生原形,设计孕镶金刚石钻头的工作层,使工作层底唇面始终具有相同的非光滑形态,始终保持高钻速和长寿命,突显出仿生金刚石钻头的高效率、耐磨和减阻特点。试验结果表明,仿生钻头较普通钻头钻速提高44%、使用寿命增加74%。此外,仿生非光滑表面结构所具有的各种特性可用于改善钻井工程中相对运动的摩擦或滑动部件的使用寿命和工作环境,如可提高钻头、钻杆接头、泥浆泵活塞和缸套的耐磨性,解决钻头泥包问题,减少螺旋钻具和冲击挤密矛头阻力等,应用前景广阔。

仿生非光滑理论在钻探(井)工程中的应用与前景分析

介绍了仿生工程学研究领域的重大发现,即自然界中,无论是陆地、海洋还是天空中的生物,为适应不同的生活环境需要进化而成的表面,都是非光滑表面,该非光滑表面具有减粘、脱附、减阻的特性。实践证明,有规律的非光滑表面还具有耐磨特性,用在发动机活塞表面和轧辊表面均能大幅度提高使用寿命。将仿生非光滑特性应用到金刚石钻头的设计上,研制出了JBD-75S仿生非光滑绳索取心金刚石钻头。现场试验证明,在同样的加工工艺和使用条件下,有规律的仿生非光滑表面金刚石钻头比普通金刚石钻头机械钻速提高47%-83%,钻头寿命提高2.43-2.61倍。

仿生非光滑表面技术在机械工程中的应用

仿生技术是将各种生物系统所具有的功能原理和作用机理作为生物模型进行研究,实现新的技术设计并制造出性能优越的新型仪器、机械等。仿生学研究发现,许多生物体表所具有的某种特定非光滑形态有着较好的耐磨特性。目前,对生物非光滑技术的研究,主要集中在非光滑表面的耐磨、降噪和抗疲劳等方面。本文总结了仿生非光滑表面技术在制备缸套、齿轮、轧辊、模具等方面的应用研究及进展情况。随着仿生非光滑表面技术在机械工程中的广泛应用,提出了仿生非光滑表面技术的发展方向和应用前景。

一种非光滑优化算法收敛速度的估计

以非光滑优化理论为基础,对算法TR的收敛速度作了估计,并给出了证明。

刮板输送机中部槽耐磨性能优化与应用研究

为有效提高刮板输送机中部槽的耐磨性能和使用寿命,对中部槽结构进行优化设计。基于非光滑耐磨理论,使用SolidWorks和ANSYS软件建立了刮板输送机中部槽的三维有限元模型,对中部槽在光滑状态/非光滑状态下的接触应力进行模拟研究。结果表明:在中部槽中板表面设置凹槽结构可以显著改善摩擦磨损现象,提高耐磨性能;凹槽最优参数为直径2 mm、深度5 mm、横向及纵向间距50 mm,最大接触应力值为353.631MPa,下降幅度达到23.78%。将新结构中部槽应用于同忻煤矿8311工作面SGB620/80T刮板输送机,新结构中部槽结构及运行稳定,使用寿命提高1倍,对刮板输送机中部槽结构进行凹槽改进设计能有效地提高其耐磨性能,延长使用寿命,经济安全效益显著。

带奇异位势与不连续非线性项的分数阶薛定谔方程多解的存在性

本文研究具有奇异位势和有界不连续的非线性项的分数阶薛定谔方程。首次证明了径向分数阶Sobolev空间到加权空间L^1(R^N,Q)中一个新的紧嵌入定理,并利用非光滑临界点理论证明了该方程多解的存在性。

煤矿用刮板输送机中部槽耐磨优化与应用

中部槽是刮板输送机中非常重要的结构部件,磨损是常见的失效形式。本文概述了非光滑耐磨理论和刮板输送机的工作原理,在此基础上利用SolidWorks和ANSYS软件建立了中部槽的接触分析有限元模型。研究发现,相同工况条件下,中板表面处于光滑状态和非光滑状态下的最大接触应力分别为463.961 MPa和386.47 MPa,说明在中板表面设置凹槽可有效改善其磨损现象。以凹槽直径、深度、间距为优化变量,优化中部槽耐磨现象,发现当直径、深度、横向间距、纵向间距分别为2 mm、5 mm、50 mm、50 mm时,中板表面最大接触应力达到最小状态,与光滑状态比较最大应接触应力降低了23.35%。将新的中部槽应用到刮板输送机中,并进行一年时间的工业应用,发现效果显著,使用寿命预计可延长15%左右,产生了很好的经济效益。

无界域上具有非光滑非线性项的Schrdinger方程解的存在性(英文)

本文在非光滑临界点理论的基础上,运用了周期逼近法证明了无界域上具有非光滑非线性项的Schrdinger方程-△u+V(x)u∈■j(x,u)解的存在性.