Fiber Concrete under Temperature Drop Load with Stochastic FEM

Plain concrete plate and fiber concrete plate subjected to temperature drop load were analyzed on stochastic finite element method (FEM).It is found that fibers can enhance concrete ability to resist tem- perature drop load for improving concrete's fracture energy and deferring the crack process.It is found for concrete not to improve apparently its tensile strength and fracture energy is recommended to be its appraisal parameter.

对称反向CW型倍压整流电路性能分析

为了降低高压变压器中匝数比过大带来的影响,业界普遍采用变压器加倍压整流电路的多级升压方式实现高电压输出。本文通过研究对称反向高压倍加器(Cockcroft-Walton accelerator,CW)型倍压整流电路的工作原理,分析了输入电压频率、负载和电容值对对称反向CW型倍压整流电路输出电压压降和输出电压纹波的影响。研究发现该电路适用于高频率输入电压、轻负载、大容值电容的工作场景,可以根据确定的输入电压、输出电压、以及负载大小等参数,来选择合适的电压频率和电容,使得输出电压压降和输出电压纹波达到最小。

舰载飞机着舰撞击载荷实测技术研究

针对国内飞机起落架载荷测量中普遍存在的静标动测问题,从理论和机理上分析了静标定的应变法实测动态载荷存在问题的原因。同时,考虑到舰载飞机因定点着舰方式遭受严重的动态载荷,重点研究了舰载飞机着舰撞击载荷的静标动测问题。通过动态落震试验模拟飞机着舰过程,根据测力平台的实测载荷分析,获取了应变法实测载荷精度受动态影响的程度,提出一种改进的惯性修正方法,即:通过落震试验数据辨识质量矩阵,通过辨识的质量矩阵和实测加速度修正应变法的实测载荷。试验结果表明,改进的惯性修正方法进一步提高了垂向载荷的测量精度,显著提高了航向和侧向载荷的实测精度。

光热站辅助生物质燃气炉燃烧与升负荷优化大涡模拟

生物质燃气炉设计对于提高低碳能源整合利用具有重要价值,采用LES(大涡模拟)方法,分析热管区温度分布及升负荷时出口参数变化,提出敏感温度T_(a),并分析燃料增加比b对其影响,以焓降分析底部燃烧口角度及位置的影响,得出结论:增加底部入口后,烟气流动更加顺畅,热管进、出口管温度不均情况缓解明显。在升负荷时,烟气分布更加均匀,换热均匀性提升。b=3时,流量差异较小。当底部入口角度为60°,距离热管区域距离为0.135 m时,效果最佳。整体上,增加底部燃烧口在提升设备的运行效率的同时,能够显著改善运行安全性,具有较高的应用价值。

柴油机SDPF催化剂涂覆策略对NO_(x)排放特性和压降影响的仿真研究

为了满足日益强化的排放法规指标要求,柴油发动机业界开发了选择性催化还原捕集技术(SDPF)。SDPF将SCR催化剂涂覆在壁流式颗粒捕集器(DPF)载体上,通过催化还原过程,可以同时减少柴油机发动机排气中的氮氧化物(NO_(x))和颗粒物(PM),也解决了SCR原理中发动机排气门导致的温度过低排放控制困难的问题,可以显著改善冷启动下的NO_(x)排放。本文建立了一个仿真模型,并基于发动机台架试验数据对模型进行了标定,研究了SDPF催化剂不同的涂覆策略——催化剂涂覆量和催化剂涂覆比例,对柴油机排放性能和压降特性的影响。仿真结果表明:SDPF的压降随着催化剂涂覆量和涂覆比例的增加而增加,但是过量的催化剂涂层导致的压降过高会使NO_(x)转化效率下降;当催化剂涂覆量达到70g/L时, NO_(x)的转化效率最高;发动机处于低负荷工况时,当催化剂涂覆比例高于60%左右时, NO_(x)转化效率更高。

基于落锤-弹簧碰撞系统的燃气爆炸载荷模拟加载方法研究

为避免燃气爆炸实验带来的危险,可通过载荷模拟装置产生燃气爆炸载荷替代传统燃气爆炸实验。本文设计开发了一种基于落锤-弹簧碰撞系统的燃气爆炸载荷模拟装置及加载方法,通过一维弹性碰撞理论建立起了系统响应过程的运动方程,并推导得到了载荷与时间之间的函数关系;根据压力时间函数特征以正弦函数和指数函数乘积形式对燃气爆炸实测压力时程曲线进行拟合,建立了模拟燃气爆炸载荷落锤-弹簧碰撞系统参数快速计算方法;该装置及实验方法表明调整阻尼器的阻尼系数、弹簧的刚度和落锤的质量,可获得与燃气爆炸载荷特征相符的压力加载作用时长和载荷峰值。落锤-弹簧碰撞系统可以对燃气爆炸载荷进行多工况多场景的有效模拟。

慢跑鞋跟掌落差对人体慢跑状态下肢关节负荷的影响研究

以10位具有一定慢跑经验的男性长跑爱好者为研究对象,以跟掌落差分别为0、5、10、15 mm的慢跑鞋为测试用鞋,借助红外高速运动捕捉系统对研究对象开展慢跑时的下肢关节负荷进行获取,借助Cortex软件对获取数据对比情况进行分析。结果表明,当跑鞋跟掌落差为0 mm时,慢跑鞋对研究对象下肢关节出现运动损伤的风险性最低;当跑鞋跟掌落差为10 mm时,研究对象的慢跑水平最高。

锚杆支护网片动载力学性能试验研究

为了合理选择冲击地压巷道锚杆支护所需的网片,通过实验室试验从网片变形、承载力、位移及吸能等四个维度对比研究机编焊接钢筋网片和钢塑复合聚酯网片的动载力学性能,得到了两种网片在冲击载荷作用下的变形破坏方式及吸能特性。研究结果表明:冲击载荷作用下,机编焊接钢筋网片和钢塑复合聚酯网片破坏变形集中区域不同,机编焊接钢筋网片以“十字”形式向中心变形,破坏主要集中在钢筋网与固定压板接触处,钢塑复合聚酯网片破坏主要集中在受冲击载荷中心部位及聚酯网与固定压板接触处;网片冲击力时程曲线可分为缓慢承载阶段、波动稳定承载阶段及衰减阶段,随着冲击载荷的增加,机编焊接钢筋网片冲击力峰值明显大于钢塑复合聚酯网片,机编焊接钢筋网片对冲击地压巷道的支护能力更强;网片位移变形随着冲击能量的增加逐渐增加,机编焊接钢筋网片可抵抗冲击能量大于5000 J,钢塑复合聚酯网片可抵抗冲击能量为2000 J。

空降车辆着陆缓冲过程仿真分析与模型验证

围绕空降车辆在着陆缓冲过程中的冲击载荷,建立空降车辆-缓冲气囊耦合有限元模型并开展着陆缓冲过程仿真.开展典型垂直降落工况地面跌落模拟试验,对比仿真数据与试验实测数据,验证仿真模型的准确性.对垂直降落工况和水平向速度的着陆缓冲过程开展仿真分析,校核车辆冲击载荷、反弹速度、气囊内压等着陆缓冲响应.仿真结果表明,对于某空降车辆,目前的空降车辆-缓冲气囊设计方案在多种工况下的冲击载荷满足使用要求.此种方法可以较好满足空降车辆方案优化和着陆缓冲性能预测.

横向振动作用下螺栓连接节点松动规律数值模拟

输电铁塔螺栓连接节点因常常受到横向往复荷载作用发生松动,从而导致输电铁塔的损害。目前许多在紧固件振动试验机上进行的单个螺栓试验与有限元研究因螺栓约束条件问题并不适用于角钢-螺栓群节点的实际工作情况,针对这一问题在ABAQUS软件中建立考虑螺纹升角的精细化螺栓模型,根据紧固件试验结果验证有限元模型的适用性,再将螺栓模型推广到复杂的单肢、单包及双包的角钢-螺栓群节点模型,分析螺栓群节点在横向振动荷载下松动机理与预紧力变化过程。分析结果表明:在横向循环载荷作用下,预紧力出现交替的上升与下降;螺纹接触面先于螺头承压面进入滑移状态;螺栓预紧力随摩擦因数、预紧扭矩的增大而降低,随着振动幅值的增大而增大,振动频率对螺栓松动影响不显著;单包与双包节点螺栓松动程度从外侧到内侧逐渐递减,施加预压力在一定程度上可降低螺栓的松动趋势,双肢单包节点螺栓松动程度下降了16.00%~23.24%,双肢双包节点下降了2.63%~3.80%。因此在实际工程要做好对易松动部位螺栓的监测,保证节点的承载能力。

马铃薯装卸袋过程的碰撞冲击损伤分析与试验

针对马铃薯在装卸袋作业过程中伤薯率和破皮率较高的问题,该研究搭建了马铃薯装卸袋装置试验台,结合装置的主要结构及工作原理,通过理论分析明确了影响马铃薯破皮损伤的关键因素。通过RecurDyn-EDEM耦合模拟仿真,对比分析了有缓冲辊和无缓冲辊时薯块的碰撞特征,缓冲辊的缓冲减损作用明显,相较于无缓冲辊作业,薯块最大碰撞接触力峰值降低了263.566 N。开展三因素三水平正交试验,以输送速度、缓冲辊直径和喂入量为试验因素,以伤薯率和破皮率为评价指标,通过响应面分析各因素交互作用对评价指标的影响并对关键参数进行优化,采用电子马铃薯测试系统进行了验证试验。结果表明:输送速度为0.96 m/s,缓冲辊直径为83 mm,喂入量为26 t/h时,伤薯率和破皮率分别为0.82%和1.14%,碰撞加速度峰值小于马铃薯临界损伤的碰撞加速度阈值,马铃薯碰撞剧烈程度呈波浪式下降,入袋后薯块的最后一次的碰撞加速度均远小于入袋前初始碰撞加速度。田间试验表明:收获速度为0.6、0.8和1.0 m/s时,伤薯率分别为0.97%、1.32%和1.58%,破皮率分别为1.34%、1.53%和1.87%,均满足相关标准。研究结果可为马铃薯减损集薯装置的研发与优化提供支撑。

地连墙重锤成槽施工对临近变电站振动影响分析

地下连续墙成槽不可避免的对土层及周边建筑物产生较大影响,尤其需要采用落锤冲击成槽等重型施工工艺时,导致地层及邻近结构产生振动。本文依托于广州地区某紧邻变电站的地连墙成槽工程,利用Midas有限元分析软件,建立落锤冲击成槽的三维实体有限元模型,研究冲击荷载对临近电站桩基质点振动速度的影响,验证桩锤冲击和方锤修壁2种成槽施工方案的可行性。数值结果表明:电站桩基质点振动速度随落锤冲程的增大而增大,且竖向振动速度峰值最大;在一定冲程范围内,2种成槽施工方案均能满足规范要求。研究结果可为现场施工及类似工程提供参考。

真空平板玻璃托盘集装包装系统设计与跌落测试验证

目的对真空平板玻璃进行托盘集装包装系统设计,并进行跌落仿真测试,验证包装方案的可靠性。方法提出运输包装设计五步法。第1步产品及流通环境调研,得到相关信息;第2步包装方案设计及建模,选用瓦楞纸板、胶合板、EVA泡沫和捆扎带等包装材料,利用SolidWorks软件进行三维建模,建立各跌落工况下的几何模型;第3步有限元模型建立,对各包材选用合适的材料模型,并利用试验测得相关性能参数,在所建几何模型的基础上进行接触设置、网格划分和载荷设置;第4步有限元模型可靠性验证,对模型进行实际试验和相应仿真测试,两者结果对比分析;第5步多工况下仿真测试,涉及跌落、冲击、振动等。结果展示最具代表性的角、面和棱跌落仿真测试与相应试验结果,最大误差小于10%,验证了有限元模型的可靠性。进一步展示了跌落下各块玻璃的响应加速度,其中峰值加速度远小于真空平板玻璃脆值所允许的加速度,满足防护要求。结论基于上述运输包装设计五步法,所提出的包装方案满足跌落防护要求,也证实了基于该五步法进行包装防护设计的可行性。

带式输送机装载除尘装置设计及试验

通过设计一款带式输送机装载除尘装置,缓解综采工作面带式输送机运行过程中转载点粉尘浓度大、煤矸转载冲击砸断皮带、皮带跑偏等问题。通过现场测试应用,转载点粉尘质量浓度由132 mg/m^(3)减少至45 mg/m^(3),输送皮带跑偏、断带故障大幅减少,实用效果显著。

循环荷载作用下木材顺纹受力特性与本构模型研究

木材循环受力特性与本构模型是木结构在地震、疲劳荷载作用下受力分析的关键。作者设计并加工了一种适用于顺纹循环加载的棱柱体狗骨状木试件与配套夹具,基于35个试件的单调受拉、单调受压等单调加载和循环受拉、循环受压、等幅拉-不等幅压、等幅拉压等循环加载试验,分析木材在不同加载条件下的变形特征、破坏模式、应力-应变全曲线性质与加卸载刚度变化行为,并结合木纤维损伤与断裂特征,进一步揭示木材单调/循环受力全过程变形机制。结果表明:木材顺纹拉应力呈前期稳定发展、后期随机跌落特征;顺纹受压在峰值荷载后产生屈曲和剪切两种典型局部化变形模式;循环加卸载骨架曲线与木材单调受拉/受压特征相似,卸载后的反向再加载刚度显著退化。在此基础上,建立能够综合描述木材单调与循环受力行为的统一本构模型,并由试验验证其正确性。研究结果可为木结构数值分析与力学评估提供依据。

煤矿掘进工作面长距离供电方案设计及应用

为解决煤矿井下掘进工作面长距离供电存在的负载压降大、掘进设备可靠运行能力差的问题,提出基于供电电压自动调节装置的长距离供电方案。利用AC/DC、DC/AC及串联补偿原理,根据供电距离动态调节负载末端电压,使其满足掘进设备可靠工作的最低电压要求。最后分析了某煤矿A、B掘进工作面试验数据,验证了所提供电方案的正确性和有效性。应用结果表明:采用长距离供电方案后,能够延长掘进工作面设备供电距离,抬升负载末端电压,保证掘进工作面安全、高效、稳定生产。

基于跌落仿真的集成灶包装优化设计

目的对集成灶的跌落缓冲包装进行原始的设计及优化,要求通过实体样机测试验证并满足装柜量要求。方法首先,用缓冲系数法对包装进行初始设计得到最小厚度;其次,用ABAQUS建立跌落有限元模型做模拟测试,获取精确的脆值来校准最小厚度,以进行装柜尺寸约束判定;最后,通过仿真位移云图和等效塑性应变云图做跌落过程的失效分析,对包装进行局部优化。改善前后的方案同步做实体样机测试验证。结果仿真模型的云图显示,基于包装优化方案的侧板等效塑性应变从0.158降低到0.020,达到了仿真判定合格的标准,与测试结果一致,同时装柜量能得到保证。结论仿真模型与缓冲系数法结合的设计方法,能有效指导包装设计,节约测试资源,缩短开发周期。

高水平女性运动员离心超负荷跳深及下肢生物力学表现研究

目的:研究旨在探究高水平女性运动员在执行离心超负荷跳深任务(AEL-DJ)时下肢关节的生物力学特征,明晰离心超负荷的最佳参数值,以期为女性运动员制定跳深训练计划时提供一定的理论参考。方法:10名女子高水平运动员完成下落高度(20cm、30cm、40cm、50cm和60cm)联合负重(10%~20%BW,20%~30%BW)的AEL-DJ测试。采用三维动态捕捉系统与测力台同步采集受试者完成AEL-DJ过程中下肢刚度、关节力矩及功率等指标数据。结果:高水平女性运动员在执行AEL-DJ过程中,选择重负重搭配50~60cm高度时,下肢刚度、膝踝关节力矩、功率以及腾空高度等指标表现较好(P<0.05);当选择轻负重搭配20~30cm高度时,膝踝关节功率和腾空高度等指标表现较好(P<0.05)。研究结论:结果表明,在重负重下,选择50~60cm下落高度进行AEL-DJ练习,可释放最佳蹬伸功率及腾空高度,但膝踝关节外翻损伤风险高。轻负重搭配20~30cm下落高度,既表现较好腾空高度又兼备高下肢刚性,在提高跳跃表现的同时避免损伤,因此推荐女性运动员选择此组合练习。

同步回转压缩机排水采气工艺在丛式气井中的适应性分析

针对L井区丛式气井存在积液减产停产问题,采用并联的方式将多口备选气井接入同步回转压缩机,逐口对积液单井抽吸降压,通过降低井口流压的方式降低井底流压,增大生产压差进而提高气产量,保证井底积液顺利排出,恢复气井产能。结合气井井筒压降模型、气井流入流出曲线以及临界携液流量的理论,研究了同步回转压缩机对降压、排液以及增产的影响。经Y2井场7口井成功应用,结果显示单井井口流压从1.3~1.6 MPa降低至0.1~0.58 MPa,降压效果明显;单井增气量为0.56×10^(4)~2.76×10^(4) m^(3)/d不等,排水采气增产稳产效果好;同步回转压缩机降压增产工艺成本低,利润率高。该研究丰富了积液气井恢复生产的方法和理论,提供了排水采气的良好思路,为该项工艺的后期应用和气井负压开采提供了工艺技术支撑。

The Relation between the Coefficient of Friction and Pressure Drop by Using the Different Reynolds Number in a Circular Tube

This study explains the relationship between friction coefficient and pressure change at a range of Reynolds (21,056 - 28,574) and (0 - 1.4) solid loading ratio of two-phase flow (gas-solid) inside a circular copper pipe by using laboratory apparatus and solving the equations mathematically. An experimentally relationship of friction coefficient and pressure change with Reynolds number and flow velocity obtained also the relationship between the Solid loading ratio with friction coefficient and pressure change has been done for a Limit range of Reynolds number. It was noticed that the increase in friction coefficient and pressure change for two-phase flow was occurred when solid loading ratio increased. Also the relationship between pressure change and Reynolds number was direct proportion while the relationship between friction coefficient and Reynolds Number was inversely related.