VTI介质改进声学近似qP波交错网格正演模拟

Alkhalifah提出的声学假设近似令沿TI介质对称轴的qSV波速度近似为0,建立了相应的qP波波动方程并进行了数值模拟,但存在两个不足:一是方程中存在退化的qSV波解,不是纯qP波波动方程;二是方程不适用于ε<δ(ε和δ为Thomsen参数)的介质。为此,在Liang等的工作基础上,将改进声学近似方法的思想引入qP波频散关系和一阶波动方程推导。令qSV波的精确频散关系中的圆频率为0,同时结合椭圆分解,推导了VTI介质纯qP波解耦频散关系,利用改进标量算子的空间域渐近近似建立了VTI介质改进声学近似qP波一阶速度—应力波动方程,采用交错网格有限差分算法实现了基于改进声学近似的VTI介质纯qP波正演模拟。频散关系分析和数值示例表明,基于改进声学近似的qP波一阶波动方程不包含退化qSV波,是纯qP波方程,与弹性波波动方程模拟结果吻合较好,具有较高精度,并且该方程在ε≥δ和ε<δ的VTI介质中均是稳定的,同时也适用于复杂VTI介质。

VTI介质修正声学近似qP波波动方程与模拟

各向异性介质中纵横波通常耦合在一起传播,纵横波解耦是地震波传播理论研究的重要内容。经典的声学近似通过设置垂向qSV波速度V_(S0)为0来解耦qP波场,但是存在退化qSV波等问题。本研究将垂向qSV波速度V_(S0)考虑成波数k_(x)、k_(z)和各向异性参数ε、δ的函数,对声学近似进行修正,推导了VTI介质修正声学近似qP波频散关系和波动方程。VTI介质修正声学近似qP波波动方程包含椭圆项和非椭圆项两部分,因此采用混合有限差分/伪谱算法进行求解,即采用有限差分法求解椭圆项、伪谱法求解非椭圆项。频散关系分析和数值示例表明,基于修正声学近似的qP波波动方程不包含退化qSV波,是纯qP波方程,与弹性波方程模拟结果吻合较好,且具有较高精度;该方程在ε≥δ和ε<δ的VTI介质中均是稳定的,并且精度高于声学近似模拟结果。

TTI介质中的纯qP波衰减补偿最小二乘逆时偏移成像方法

为有效提高衰减各向异性介质中地震波成像剖面的质量,实现稳定的TTI介质中的衰减补偿成像,提出一种基于黏声TTI纯qP波方程的最小二乘逆时偏移方法。在最小二乘偏移框架的基础上,推导相应的Born正演方程、伴随算子和梯度敏感核。由于伴随算子是衰减的,可以避免衰减补偿引起的数值不稳定性。通过同时考虑各向异性和吸收衰减的影响,衰减补偿最小二乘逆时偏移可以提供高分辨率、更少假象和振幅均衡的偏移结果。最后,通过模型试验和实际数据的测试及分析,验证了新方法的可行性和适用性。结果表明,黏声TTI最小二乘逆时偏移成像在衰减区域可进行高质量成像,丰富成像剖面中的波数成分,拓宽成像剖面中的频带宽度,提高地下介质成像剖面的分辨率及成像精度。

基于有限差分低秩分解策略的黏声各向异性纯qP波正演模拟方法

地下介质的黏弹性和各向异性特征会导致地震波出现相位频散和振幅衰减,如果在地震数据处理中忽略这些影响,那么成像结果会出现同相轴畸变和偏移假象。常规黏声TTI介质拟声波方程可用于模拟地震波在黏声各向异性介质中的传播特征,但存在伪横波干扰和受模型参数限制(各向异性参数ε必须大于δ)等问题。为了解决上述问题,将基于声学近似的纯qP波频散关系与常Q衰减模型相结合,推导了一种黏声TTI介质纯qP波方程。该方程包含解耦的相位频散和振幅衰减项,便于实现衰减补偿逆时偏移。基于新推导的方程,发展了有限差分低秩分解求解策略,实现了黏声TTI介质纯qP波正演模拟。数值模拟结果表明,该方程克服了黏声TTI介质拟声波方程的局限,可较为准确且稳定地模拟地震波在黏声各向异性介质中的传播过程。同时,该有限差分低秩分解求解策略继承了有限差分求解方法高效的优势,相比于传统低秩分解法具有更高的计算效率。

三维TTI介质qP波透射立体层析方法研究

致力于研究三维TTI介质下的qP波立体层析反演算法.将射线扰动理论应用于三维具有倾斜对称轴的横向各向同性(TTI)介质拟声波程函方程,导出立体层析所需的三维TTI介质qP波数据空间与三维TTI介质模型空间之间的所有Frechét导数.在通过灵敏度测试验证了相应Frechét导数对于三个各向异性THOMSEN参数的正确性之后,使用两步法反演策略——即先使用坐标分量和射线参数水平分量(不包括走时)实施初始反演而后再使用所有数据空间分量进行反演,在三维qP波TTI介质情形下针对三个各向异性THOMSEN参数可以获得理想的反演结果,为三维qP波TTI介质下透射立体层析的应用做好了理论准备.用一个典型的理论数据算例证实了上述观点.

基于伪解析法的TTI介质纯qP波地震波场正演模拟

近年来,各向异性介质纯qP波正演模拟及逆时偏移成像技术受到广泛关注。常规拟声波方程存在伪横波干扰、受模型参数限制(ε≥δ)、传播不稳定和计算精度不高等因素影响,极大地限制了其应用。为此,本文将qP波拟微分方程变换到空间—波数域,并通过坐标变换,推导了时间域TTI介质二阶纯qP波波动方程;为提高计算精度,引入伪解析算法(pseudo analytical method, PAM),实现了基于伪解析法的TTI介质纯qP波地震波场正演模拟。数值模拟结果表明:(1)本文方法克服了拟声波方程的局限性,消除了伪横波干扰,不受模型参数限制且地震波场能稳定传播;(2)与其他方法相比,伪解析法能有效提高数值模拟精度;(3)简单及复杂模型测试验证了本文方法的正确性与适用性。

预应变和烘烤对QP980冷轧板材组织与力学性能的影响

使用万能拉伸试验机、摆锤冲击试验机、扫描电镜和X射线衍射仪等设备,研究预应变+烘烤对QP980冷轧板材组织和力学性能的影响。结果表明:随着预应变量的增加,QP980冷轧板材的极限弯曲性能和冲击性能下降;经过170℃、20 min的烘烤处理后,材料的冲击性能提高,烘烤硬化(BH)性能随预应变的增加而升高;X射线衍射表征分析结果表明,烘烤未造成相变的发生,残余奥氏体中的碳含量有所降低;通过扫描分析发现烘烤处理后,冲击断口中韧性断裂区域显著增加。

新声学近似波动方程纯qP波有限差分正演

新声学近似将qSV波各个方向的波速设为0,消除了传统声学近似在模拟过程中出现的残余qSV波,理论上能够模拟纯qP波。利用传播方向矢量代替波数矢量的空间近似方法,虽然可以在时间—空间域中对基于新声学近似的qP波频散进行有限差分法求解,但理论上会存在一定误差。为了提高纯qP波的模拟精度,通过引入中间变量,将基于新声学近似的qP波频散中分数形式的空间—波数域混合算子转化成一个求解中间变量的线性方程,将复杂的qP波频散关系转化为形式上更简单的时间—空间域纯qP波波动方程组,且推导过程未采用任何近似,因此该方程能够精确模拟基于新声学近似的qP波传播规律,理论上具有更高的精度,并通过有限差分法实现了二维VTI介质中纯qP波正演模拟。数值结果也证明,新的纯qP波波动方程具有更高的精度。

QP和DP钢面内成形性能与边部成形性能对比研究

目的以宝钢生产的QP980、QP1180、DP980、DP11804种典型超高强钢材料为研究对象,进行QP、DP钢种材料面内与边部成形特性对比分析。方法采用单向拉伸设备以及成形试验机,并结合DIC分析技术,对4种材料的力学性能、面内成形性及边部成形性进行试验研究。结果与DP钢相比,同等强度级别QP钢的均匀延伸率及加工硬化系数均明显更高。在面内成形应变状态下,同等强度级别QP钢极限成形深度均明显大于DP钢的,但主、次应变大小差异不大。在边部成形应变状态下,同等强度级别QP、DP钢极限成形深度以及主、次应变大小均差异不大。QP、DP钢面内成形最大主应变均明显大于边部成形最大主应变。结论与同强度级别DP钢相比,QP钢具有更高的均匀延伸率及加工硬化系数。QP钢材料的加工硬化系数高,材料内部协同变形能力强,面内成形性能明显优于DP钢材料的,但两者的边部成形性能差异不大;QP、DP钢材料能承受更大的面内主应变,受边部加工硬化及毛刺的影响,冲裁后,边部应变明显降低,在QP、DP超高强钢零件设计制造过程中,应尽可能避免边部发生较大的变形。

QP钢增强增韧机理及生产工艺研究

利用新一代高强度、高塑性钢铁材料M3组织调控思路,开展QP钢成分设计,并研究确定其生产工艺。结果表明:基于C-Si-Mn-Nb成分体系,采用640℃下均热10 min,60℃淬火后450℃回火配分3 min的退火工艺,可获得1 000 MPa级以上QP钢;通过提Mn加Nb,在950~1 150℃温度范围内拉坯时,可在保证QP钢具有良好断面收缩率的同时,更易避免铸坯内部和表面裂纹的形成。

基于GCN和QP的智能车辆换道决策规划

考虑动态驾驶场景下车辆间的交互影响,提出了一种基于图卷积网络和二次规划的智能车辆自主换道行为决策与运动规划方法.首先将感兴趣区域进行分层建模,以图结构数据的形式对驾驶场景的全局和局部动态交互信息进行聚合,通过图卷积网络输出自车应采取的驾驶行为决策指令,然后与运动规划模块结合,基于局部子图划分可通行区域,构建并求解二次规划模型,得到满足运动学约束的无碰撞运动轨迹,最终完成无碰撞自主换道.对提出的方法进行了仿真实验与实车验证,实验结果证明该方法的性能要优于传统的规划方法,具有更好的实验成功率以及场景泛化性能.

QP980钢动态CCT曲线的测定

利用Gleeble-3500热模拟试验机测定QP980钢动态连续冷却条件下过冷奥氏体的热膨胀曲线,采用切线法确定相变温度,结合金相法和硬度法确定相变类型,利用Origin软件绘制QP980钢动态连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明:当冷速<1℃/s时,室温转变产物为铁素体、珠光体和贝氏体的混合组织;当冷速为3~10℃/s时,随着冷速的增加,铁素体和珠光体不断减少,而马氏体量不断增加;当冷速>10℃/s时,主要是马氏体组织。试验结果可以为QP980钢生产提供理论依据。

强制冷却对搅拌摩擦加工QP1180钢组织与力学性能的影响

分别在空气和液态CO_(2)强制冷却条件下对QP1180钢进行了搅拌摩擦加工(FSP),采用OM、SEM、EBSD和TEM技术研究了加工区微观结构特征和力学性能。结果表明,在空气和强制冷却条件下,FSP加工后QP1180钢内部均形成了细小的铁素体和马氏体,其中铁素体含量分别为13%和20%,晶粒尺寸分别为1.7和0.9μm,位错密度分别为1.84×10^(14)和2.53×10^(14) m^(-2)。在空气冷却条件下,FSP加工后QP1180钢的抗拉强度和伸长率分别为1450 MPa和15%。与空气冷却条件下相比,强制冷却条件下FSP加工后QP1180钢的抗拉强度和伸长率分别提高至1640 MPa和28%。在空气和强制冷却条件下,FSP后QP1180钢的断裂方式分别呈现出韧脆混合型和韧性断裂特征。

基于双向拉伸试验的QP980汽车高强钢复杂变形行为分析

为了探索QP980先进汽车高强钢的复杂变形行为,采用Z100双向拉伸试验机进行了十字形拉伸试样设计,在标准试样的基础上进行了优化并通过仿真模拟对中心变形区域的受力情况进行了分析,验证了试样的有效性。研究了金属薄板双向拉伸试验的屈服轨迹的计算方法,对QP980先进汽车高强钢分别采用力值比、应变速率比和位移速率比3种控制方式进行双向拉伸试验,加载比例分别为4∶0、4∶1、4∶2、4∶3、4∶4、3∶4、2∶4、1∶4和0∶4,根据塑性功相等原则计算获得了不同加载路径下QP980高强钢的屈服轨迹,通过对比分析采用应变速率比控制和力值比控制的屈服轨迹一致性更好。

应用球型差分模板的低秩有限差分法纯qP波逆时偏移

各向异性介质拟声波方程正演模拟及逆时偏移存在伪横波干扰及数值不稳定现象,成像质量不佳;同时计算效率也是各向异性逆时偏移的重要影响因素。为此,提出一种兼具成像质量和计算效率的纯qP波逆时偏移成像方法。首先,从波动方程伪解析解和各向异性精确频散关系出发,分别构建了VTI和TTI介质纯qP波伪解析解波场延拓公式,避免了推导显式波动方程,无需对频散关系做平方处理,由此消除了波场模拟存在的伪横波干扰;然后,通过设计三维球型或二维圆形差分模板,并借助低秩有限差分法求解与模型相适应的差分系数,推导了基于低秩有限差分的纯qP波波场延拓公式,在时间方向延拓时,无需进行多次Fourier变换,降低了计算复杂度;最后,在此基础上,利用GPU并行计算正、反向地震波场,提高了逆时偏移的成像效率。典型二维和三维模型试算结果表明:该方法能够消除伪横波干扰,保证计算过程稳定,在二维和三维各向异性介质中都具有较强的适应性和较高的计算效率。

电磁感应加热技术及其在QP钢生产线的应用

介绍了纵磁和横磁两大类电磁感应加热技术的原理及特点,并进行了比较,从而推论出各自在薄板热处理生产线的用途;分析了采用恒磁感应加热工艺时板带温度均匀性问题产生的根本原因,提出了解决这一问题的一般性措施和相关专利技术。最近投入工业化生产QP钢热处理工艺流程非常复杂,需要经过淬火和碳的配分处理,在镀锌线上还需进一步加热到镀锌温度,必须采用恒磁和纵磁加热的方法才能实现,文中对此进行了详细设计。QP钢热处理理想的加热温度需要达到900℃以上,只有在辐射管加热到860℃的基础上,进一步采用横磁感应加热的方法才能达到;在过时效段的前端需增加纵磁感应加热装置,将钢带从一般210~240℃左右的淬火温度,提高到400~410℃左右的配分温度,进行保温配分处理;对于镀锌线还必须在配分处理以后采用纵磁加热继续将带钢加热到460℃左右的镀锌温度;GA产品对带钢横向温度均匀性要求较高,可以将热张辊设计为带钢边部感应加热辊,确保产品质量。

超高强钢QP980材料成形极限试验及仿真研究

使用板材成形试验机和DIC光学测量系统进行QP980钢的成形极限试验,得到材料成形极限曲线;借助AutoForm软件构建材料卡片,建立成形极限仿真模型,进行仿真对标分析和准确性验证。试验结果表明,QP980成形极限曲线FLD0点最大主应变值为0.174;对比同强度级别材料成形性能,QP980成形性能优于同强度级别的DP980,达到双相钢DP780性能水平。仿真结果表明,成形极限仿真的FLD0点最大主应变值为0.173,平均误差绝对值为0.578%,其余不同标距下的实验结果与仿真结果的误差绝对值均在8%以内,平均误差3.306%,材料仿真卡片能准确反映材料的实际成形性能,材料卡片准确、可靠。

Influence of two distinct quenching end-temperatures on phase development and mechanical properties in QP980 steel

Bainite microstructures have become increasingly attractive for the development of advanced high-strength steel owing to their balanced strength-plasticity properties.In this study, the final microstructure and mechanical properties of a quenching and partitioning(QP) steel sample after two distinct QP processes were analyzed.The results reveal that martensite transformation after quenching resulted in a lathed morphology with higher yield strength and hole expansion ratio.In contrast, bainite transformation after quenching resulted in the formation of a blocky microstructure composed of bainitic ferrite retained austenite and nanoscale precipitates during the subsequent phase transformation at a higher temperature.This kind of final microstructure is beneficial to the elongation of QP steel but detrimental to the hole expansion ratio.

单叶调和函数的Bloch和Qp空间

设f=h+g是单位圆上保向的单叶调和函数,其中h和g是单叶解析函数。Rauno Aulaskari在文章[1]中给出了解析情况下Bloch空间和Qp空间的关系,利用单位圆中单叶调和函数的性质,作者将这一结果推广至调和的情形,相应得到了调和Bloch空间和Qp空间的关系。

QP980和QP1180的塑性变形及断裂行为

完成了QP980和QP1180两种超高强钢从准静态到500 s^(-1)应变速率范围内的拉伸实验,归纳了应变速率对QP980和QP1180力学性能和断裂特性的影响规律,分析了高应变速率下QP钢的塑性断裂机理。结果表明,应变速率从准静态上升到500 s^(-1),QP980和QP1180的屈服强度和抗拉强度均略微增长,均匀伸长率和断裂伸长率也随应变速率的增加而增加。但是两种材料的纵向断裂应变随应变速率的增加而波动变化,此外,QP1180相比QP980具有较大的断裂应变和更优良的断裂塑性。不同应变速率下,QP980和QP1180断口均呈圆形韧窝形貌。随应变速率的增加,圆形韧窝直径逐渐增大,韧窝深度变深。在相同应变速率下,QP1180圆形韧窝的直径和深度均比QP980大。低应变速率下,两种材料的塑性应变速率敏感性低,"TRIP效应"无明显差异;当应变速率超过5 s^(-1)后,两种材料变形初期的应变速率敏感性指数相对较大,"TRIP效应"减弱,但材料强度仍然增加。两种材料均具有多段的硬化能力特性,且均对应变速率不敏感。