粗颗粒-壁面碰撞试验分析及随机反弹模型构建

为了揭示深海采矿水力输送过程中不规则粗颗粒与壁面碰撞的特征,建立了相应的随机反弹概率模型,为粗颗粒与壁面相互作用的数值分析提供了基础模型。采用粗颗粒自由落体试验和图像识别技术,对不同入射速度和入射角度下粗颗粒的随机反弹过程进行了试验研究。通过自定义MATLAB程序实现了粒子运动参数的自动提取与分析。基于概率统计分析和非线性回归方法,建立了不同入射速度和入射角度下粗颗粒随机反弹的解析预测模型。最后进行数值模拟,获得特定撞击条件下颗粒的随机反弹信息,并将文中模型预测与现有研究中模型给出的预测进行了比较。研究表明:正态分布和广义极值分布均可较好地描述粗颗粒随机反弹运动特征;粗颗粒在低入射角碰撞下除反弹模式外还有滑移-偏转的模式,随入射角的增加,随机反弹角的均值先略有下降,然后逐渐增加,而反弹角的离散度随入射角增加呈指数增加;对于速度恢复系数,随着入射角的增加,能量耗散增加,速度恢复系数减小,恢复系数的离散度略有增加;随着入射角的增加,角速度变化的均值遵循半正弦波函数,当入射角为45°时旋转最显著,旋转角速度的标准差先增大后减小。此外,数值重构时,应使用截断值以避免不合理的样本数据。

沙漠砂混凝土高温后强度预测及超声检测研究

为研究沙漠砂混凝土(DSC)高温后抗压性能,以替代率为0%、20%、40%、60%、80%和100%的沙漠砂等质量替代中砂配制DSC,通过试验研究受火温度和沙漠砂替代率(DSRR)对DSC回弹值、超声波速、抗压强度的影响;建立基于灰色系统理论的高温后DSC强度模型,给出DSC超声回弹综合法测强曲线和受火温度计算公式。结果表明,随着受火温度升高,DSC烧失率逐渐增加,表观颜色由深变浅,DSC抗压强度、回弹值、超声波速呈先增大后减小的趋势。随着DSRR增加,DSC回弹值及抗压强度呈先增大后减小的趋势,当DSRR为40%时,DSC抗压强度及回弹值达到最大。NSGM(1,3)模型预测性能优异,平均相对误差为8.6%,可应用于中长期DSC高温后抗压强度预测,给出的DSC超声回弹综合法测强曲线预测精度满足规范要求。

微生物改良膨胀土的动态回弹模量

为研究微生物诱导碳酸钙沉淀方法(microbial induced calcite precipitation,MICP)改良膨胀土的动态弹性模量,首先,对其开展了多组次动三轴试验,并计算得到了不同胶结液浓度下MICP方法改良膨胀土的动态回弹模量;然后,通过对比分析,探明了应力状态和胶结液浓度对动态回弹模量的影响规律,并揭示了胶结液浓度对动态回弹模量的影响机理;最后,通过对试验结果的非线性拟合并结合对NCHRP 1-28A模型的分析,探明了胶结液浓度对预估模型参数的影响规律,并提出了模型参数的分析方法。

粉质黏土回弹变形特性及数学模型研究

为研究粉质黏土在不同初始固结压力下的卸载回弹特性,设计并实施了压缩回弹试验。采用平均压缩模量、平均回弹模量及回弹率等指标,分析土样的变形规律。试验结果表明:土样的回弹过程呈现非线性特征,平均回弹模量随初始固结压力的增大而增大,随卸载后上覆压力的增大而减小。为准确描述这一关系,采用含3个参数的幂次函数进行拟合,取得了良好的效果。该结果为深入理解土体的卸载回弹行为提供了理论依据,并为工程实践中土体的回弹预测和分析提供了有效方法。

钢砧校准方法的研究及其测量不确定度评定

钢砧作为回弹仪率定试验的重要计量器具,其量值准确与否关系到回弹仪是否合格,从而影响混凝土等建筑材料抗压强度的检测。该文通过对钢砧工作原理和校准方法的研究,建立钢砧的测量模型,并对其计量参数的测量不确定度进行评定,为钢砧校准研究提供参考。

基于情绪反弹的网络情绪爆发机制研究

网络情绪失调易滋生网络暴力,研究网络情绪的演化规律并识别出关键的影响因素,有利于科学有效地防止网络暴力事件的发生。基于此,文章提出一种基于情绪反弹的网络情绪爆发机制。首先,提出亚稳情绪状态,引入心理敏感系数、官方媒体和意见领袖影响力用于诠释情绪转换的概率,建立基于情绪反弹的网络情绪传播模型;其次,求解系统平衡点以证明其稳定性,通过MATLAB仿真对影响指标进行对比分析;最后,选取“张小泉事件”进行案例分析,以验证模型的有效性。实验挖掘出了网络情绪传播的“三个阶段,两个触发点”,为防止情绪反弹和舆情二次爆发提供了参考依据。

异型截面铝型材滚弯过程回弹机理及预报模型研究

异型截面铝型材原料因其轻质、高强、抗腐等特点,作为大型结构件在列车车头得到广泛应用。但由于该类型材具有截面复杂、壁体多样、通长镂空等特征,在滚弯加工后不可避免地存在回弹现象。充分结合滚弯装备的结构与工艺特点,对滚弯过程异型截面铝型材进行了受力分析,揭示了卸料后铝型材的回弹机理。提出了异型截面铝型材等效截面系数的计算方法,结合中性层半径与材料属性及内应力的内在关系,建立了异型截面铝型材滚弯过程回弹预报模型,实现了滚弯回弹半径与回弹量的定量预报,并在现场取得了显著的应用效果,具有进一步推广应用的价值。

分段推定混凝土抗压强度方法探讨

为拓展JGJ/T 23—2011《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》和JGJ/T 294—2013《高强混凝土强度检测技术规程》的检测范围,使其具有更好的适用性,对回弹值与抗压强度关系散点呈分区段变化的特点进行了深入研究,采用分段测强曲线推定混凝土抗压强度的方法,制作了不同强度等级的足尺模型。在足尺模型中,试验制作了不同类型的结构构件,通过得到回弹值与抗压强度之间关系的散点图,对散点分布进行分析,发现散点分区段呈现不同的变化规律,之后将不同区段的散点分别进行回归拟合,得到一条连续的回归测强曲线,实现分区段推定混凝土抗压强度。结果表明:分段测强曲线推定混凝土强度拓展了测强曲线的适用范围,同时提高了测强曲线的精度,使JGJ/T 23—2011《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》和JGJ/T 294—2013《高强混凝土强度检测技术规程》具有更强的适用性,为日后混凝土抗压强度的检测提供更好的指导。

乒乓球机械发球轨迹智能预测方法研究

采用目前方法对乒乓球机械发球轨迹进行预测时,由于没有对乒乓球在运动过程中的受力进行分析,导致预测结果存在精度低的问题。基于此,提出乒乓球机械发球轨迹智能预测方法。首先对乒乓球在运动过程中受到的重力、空气阻力和马格努斯力进行分析,并研究了乒乓球在竖直方向和水平方向中的反弹模型。然后构建递归神经元网络,最后根据乒乓球的受力情况对其轨迹进行预测,完成乒乓球机械发球轨迹智能预测。实验结果表明,所提方法的预测精度高。

细粒类路基土动态回弹模量试验与本构关系模型

选用砂土、粉土和黏土三种具有代表性的路基土,对不同含水率和压实度下的路基土进行动态回弹模量试验。结果表明:动态回弹模量随围压的增大而增大,随偏应力的增加而减小,受围压的影响更为显著;随含水率的增大而减小,随压实度的增大而增大,受含水率的影响更为显著。采用美国路面结构力学——经验法设计指南所推荐的模型形式为基础,选用塑性指数、CBR、含水率、压实度、偏应力和围压等作为考虑因素,建立了具有较高精度和适用性的路基土动态回弹模量预估模型,可为沥青路面结构设计及路面结构的非线性分析提供参考。

HRB400钢筋网片弯曲成形预测与回弹精度研究

为研究电阻点焊而成的HRB400钢筋网片弯曲回弹特性,基于弹塑性弯曲回弹理论,建立了残余应力引起的钢筋网片弯曲回弹数学模型,通过控制变量法设计并制作多张钢筋网片试验件进行弯曲回弹试验,研究了弯曲半径、弯曲角度和持荷时间3种工艺变量对HRB400钢筋网片弯曲回弹角的影响规律。

弹体侵彻超高性能混凝土反弹效应理论初探

为了探究弹体在侵彻超高性能混凝土过程中弹体出现的反弹现象,基于空腔膨胀理论,分析了弹体从侵彻到反弹全过程的受力情况;分别以一维弹性杆弹性势能模型和一维应力波模型为理论基础,推导得到两种反弹速度的解析解,分析了影响反弹速度的物理量;通过数值模拟复现了弹体反弹现象,验证了理论模型的合理性,数值计算结果和两种解析解吻合良好。研究表明:侵彻阻力使弹体积累变形势能,侵彻结束后变形势能释放造成弹体反弹;反弹初速与着靶速度无关,与靶体材料的屈服强度和弹头形状系数等成正比,与弹体弹性模量和密度成反比。

基于电化学-热耦合模型的锂离子电池组件产热分析

研究电池电化学过程产热对锂离子电池的热管理至关重要。本工作建立了三元NMC锂离子电池的电化学-热耦合模型,首先通过对该电池进行不同倍率的放电与温度实验测试,验证了该模型在电压和温度变化预测准确性。然后针对不同温度下的表现进行模拟仿真研究。在室温下,无论倍率大小,负极产热总是小于正极产热,虽然负极的极化热高于正极,但其可逆吸热较大,导致产热水平低于正极。而随着放电倍率的增加,正极产热所占比例减小,负极所占比例先增加后减小,而集流体产热所占比例持续增加。然而,低温条件下的电池放电表现出与室温情况不同的产热特性,首先,低温导致低倍率负极产热率比例大大增加,负极可逆热为总可逆热的主要贡献热。而高倍率负极产热率减少,正极则呈相反趋势。其次在低温下放电时间随倍率增加呈现不同趋势,高倍率下放电电压快速降低导致放电不完全,在低倍率0.5~1 C放电运行时出现了电压反弹现象但基本放电完全,这是由于低温限制了负极颗粒内部锂离子及时向外扩散,造成电阻增加与电压快速降低,同时大量产热导致自身温升,从而在低倍率下获得电压反弹并保持持续放电的能力。

过冷大水滴情况下的积冰数值模拟

提出了一种考虑过冷水滴飞溅和反弹效应的欧拉方法,利用此方法对翼型进行积冰数值模拟。通过求解气体相得到空气流场的速度分布,在速度分布的基础上得到水滴流场,进而得到积冰表面的水滴收集率,通过对积冰表面的每一个控制体求解积冰模型得到积冰量。过冷大水滴效应需要特定的飞溅和反弹模型来描述,通过在水滴控制方程中加入源项,并在物面边界处激活对应的源项来模拟过冷大水滴的飞溅和反弹效应。将计算结果和文献中的数据进行对比,结果显示,过冷大水滴情况下考虑飞溅和反弹效应后,计算结果得到了很大的改进,表明飞溅和反弹模型能够很好的模拟水滴和结冰表面的作用机理和二次撞击现象,也证明了飞溅和反弹模型的有效性和可用性。

旋转球与乒乓球台/球拍的反弹模型

本文在对乒乓球与球台/球拍反弹过程的受力、冲量、冲量矩分析的基础上,提出"临界摩擦角"的概念,并利用"临界摩擦角"给出乒乓球与球台/球拍之间是滚动还是滑动的判定条件,从而进一步得到乒乓球与球台/球拍之间的物理反弹模型.另外,通过学习算法,利用多元线性回归得到了一种反弹模型.最后通过参数估计、试验验证、误差分析,证明了两种反弹模型的有效性.

复合绝缘子表面颗粒碰撞捕集模型与试验验证

随着复合绝缘子的广泛使用,深入探究复合绝缘子的积污机理可为复合绝缘子的选型、运维提供科学的理论指导依据。该文将试验获得的微米级颗粒与电工硅橡胶碰撞反弹运动的半经验数学表达形式与电场、流场仿真相结合,建立了复合绝缘子的表面颗粒碰撞捕集模型。同时,基于荷电积污平台,构建了理想的积污环境,通过污秽分布与可视化对比验证了该模型的有效性。研究表明:绝缘子表面的污秽沉积受物理场分布、绝缘子结构、碰撞颗粒属性综合作用的影响。复合绝缘子的上表面迎风侧芯棒前端与气流沿芯棒在背风面的切线方向为颗粒滞留区,下表面芯棒的前后侧为颗粒滞留区。该模型具有可靠的物理基础与试验基础,能够更精细地展示复合绝缘子积污信息。该模型可用于未来复合绝缘子的选型与优化工作。

一般大气环境下混凝土经时抗压强度的变化规律

随着服役年限的增加,既有建筑中混凝土材料的力学性能会发生变化。文中共收集分析上海地区服役年限从1到60年的民用建筑中混凝土回弹法检测数据1923组,钻芯法检测数据172组,并进行归一化处理。基于实测数据,采用假设检验及参数估计方法确定混凝土经时强度的概率分布函数,并与通过概率密度演化得到的混凝土强度概率分布进行比对,证明既有建筑中混凝土抗压强度服从正态分布,并采用随机变量的概率模型描述。建立上海地区民用建筑混凝土强度正态分布样本的均值和标准差与龄期的变化关系,分别确立回弹法和钻芯法测得的混凝土强度经时变化模型,并将回弹法和钻芯法的强度模型进行比对,建立两者之间的联系,为预测既有建筑混凝土经时强度奠定基础。

弹性回跳模型：从经典走向未来

弹性回跳模型包含3个基本要点:1)地震来自于断层的运动;2)断层运动导致其两侧的岩石发生不均匀的弹性变形,积累巨大的能量,地震中部分弹性能得以释放;3)在断层带的各个点上积累能量的过程是缓慢而不均匀的。Brace(1966)提出弹性回跳的物理机制应当用摩擦滑动过程中出现的不平稳滑动(jerky sliding motion或stick-slip)来解释。Byerlee定律以量化形式表达了地壳摩擦规律,但是没有给出变差的范围。用弹簧滑块模型比拟粘滑,摩擦单元被抽象为刚性滑块,变形被归结于实验加载机的机械框架。后人在此基础上发展了所谓的速度依赖性模型。实验结果表明,速度扰动所带来的摩擦系数变化远远小于材料本身摩擦系数波动,其影响几乎可以忽略不计。而刚性摩擦滑块的假定与实验观测不符,本质上违反了弹性回跳模型所描述的地震现场考察结果。回到经典就是回归对地震现场问题的研究,这是正确的未来之路。

龙门山晚新生代均衡反弹隆升的定量研究

龙门山位于青藏高原东缘与四川盆地的交接部位,是青藏高原周边山脉中地形梯度变化最大的山脉,其隆升过程和机制一直是国际地学界关注的焦点。晚新生代经过大量的滑坡、泥石流等快速剥蚀作用,龙门山的高程却不断升高。讨论了龙门山构造隆升的3种地球动力学机制,即下地壳通道流机制、地壳挤压缩短变形机制、地壳均衡反弹机制。晚新生代龙门山的隆升与剥蚀引起的均衡反弹作用相关,剥蚀作用使得地壳岩石逐步被移去,剥蚀区重力损失,岩石圈或地壳卸载作用导致山脉顶峰的隆升。结合数字高程模型数据研究表明,巨大地震的长期同震构造变形以及滑坡、泥石流等引起的快速剥蚀所导致的地壳均衡反弹,可能是龙门山晚新生代构造隆升的地球动力学新机制。龙门山地区现今高程受构造作用与剥蚀引起的均衡反弹作用的共同影响,其中剥蚀引起的均衡反弹作用对龙门山隆升的影响贡献率约占30%。

中国的能源回弹效应及其对实现“十三五”节能目标的影响

通过构建中国能源经济递推动态CGE模型,分别模拟了改善我国整体经济能效?单独提升不同品种能源利用效率以及仅提升高耗能行业能效的回弹效应,同时模拟了2012~2020年我国能源回弹效应的变化趋势及对我国实现"十三五"节能目标的影响.结果显示:我国存在能源回弹效应,整体经济的能源回弹效应在36%左右;全社会整体能效的提升更有利于我国节能,能效改善有利于我国减少煤炭使用但可能导致部分行业电力消耗的反弹;2012~2020年我国的能源回弹效应呈缓慢上升趋势,如果不配套相关措施我国"十三五"能效改善目标的实现将面临挑战.