裂隙发育岩体水电工程地下洞室预裂爆破试验研究

硬梁包水电站地下厂房地质构造复杂,围岩裂隙发育,岩性杂乱,岩体具有“硬、碎、杂”特点,厂房开挖成型难度较大、预裂爆破效果差,为解决此问题,结合地下厂房第Ⅲ层中部拉槽施工预裂,开展了系统的爆破试验。初期试验中,预裂爆破线装药密度低于规范计算值近100 g/m的情况下,两侧边墙岩体在爆破后十分破碎,无法明显看到预裂孔的痕迹。开展的岩体声波测试和岩体完整性分析表明:厂房岩体全孔平均纵波速度为4.03 km/s,整体完整性差;岩体沿预裂孔轴向0~1.5 m、1.5~3.9 m、3.9~7.4 m深度的分段波速平均值分别为2.59 km/s、3.58 km/s、4.70 km/s,表现出在深度方向上的分段完整性差异。根据上述特点,在厂房开挖施工过程中,预裂爆破的平均单孔线装药密度取为0.123~0.284 kg/m,并针对不同深度选取不同的线装药密度,各分段采用小药卷均匀间隔装药,试验和应用效果良好,保证了壁面基本成型,半孔率显著提高。

四川盆地威荣深层页岩气安全与提速钻井技术

四川盆地威荣页岩气埋深3600~3850 m,属于典型的深层页岩气藏,钻井工程面临压力体系复杂、茅口组部分区域断溶体发育、地层可钻性差、龙马溪组地层温度高等难题。针对复杂的地质条件,以安全与提速钻井为核心,通过成熟引进与先导试验技术结合的方式,持续攻关钻井工程工艺技术;并不断深化过路层段地质认识,采用一段一策的方案,提高工程技术的针对性。威荣页岩气田经历勘探评价、开发一期、开发二期3个阶段,形成了以井身结构优化、断溶体避让的轨道设计、井筒压力控制和钻压同步预防压窜干扰为重点的安全钻井技术,以“二维+小三维”的三维轨道剖面、四位一体地质导向技术、破岩工具优选和钻井参数强化为关键的提速钻井技术。该技术应用于威荣页岩气田150余口开发井,机械钻速由开发初期的6.32 m/h提升至9.12 m/h,钻井周期由106.68 d缩短至68.75 d,缩短率为35.56%,实现了威荣深层页岩气钻井工程提速降本的目标,其形成的安全与提速钻井系列技术对同类型气藏开发具有较强的参考意义。

新型聚能装药球缺药型罩的优化设计

针对现代战场复杂多样的军事目标,提出一种具有多种毁伤模式的新型聚能装药战斗部,根据目标类别可选择地以最佳方式进行毁伤。采用LSDYNA-2D有限元仿真软件,对新型聚能装药进行数值模拟,探究药型罩材料、结构参数(曲率和壁厚)对新型聚能装药性能规律的具体影响,并优化设计球缺药型罩。研究结果表明:数值模拟结果与文献[17]中的试验数据有较好的一致性;新型聚能装药结构中的辅助装置,能使EFP(爆炸成形弹丸)转化成JPC(杆式射流)或JET(射流),实现了毁伤元间的转换;球缺曲率R=2D(装药直径)为新型聚能装药结构形成JPC(杆式射流)或JET(射流)的临界值。当球缺药型罩曲率R<2D(装药直径),新型聚能装药会形成JPC,球缺曲率R≥2D时,则形成JET;优化设计球缺药型罩的材料与结构参数为:球缺曲率R=2.5D、厚度h=0.033D、药型罩材料为铜。此条件下,侵彻深度S达到最大值292.1 mm,约为5倍装药直径。

圆锥-球缺药型罩聚能战斗部结构优化设计

针对现代舰船抗爆炸与冲击能力的日益提升,提出了一种圆锥-球缺组合药型罩聚能战斗部在鱼雷上的应用,建立了该战斗部水中接触爆炸钢质靶板的力学物理模型,并通过试验对数值模拟结果进行了验证性研究。采用正交设计方法,设计了16种不同参数的圆锥-球缺聚能战斗部的结构,利用该模型进行了数值计算,得到了战斗部的最佳结构,为高效聚能战斗部的设计提供了理论依据。

可移动式电动汽车充电桩的设计

电动汽车快速发展对充电桩提出了更高的要求。为更好地满足电动汽车充电需求,研究一类可移动式电动汽车充电桩具有重要的意义。通过分析移动式充电桩的环境要求和技术需求,设计了可移动充电桩的硬件结构和软件系统。移动充电桩结构采用了CATIA进行建模,通过有限元软件ANSYS Workbench进行仿真分析验证强度和可行性。充电桩控制系统与车辆BMS及充电模块采用CANBUS总线通信,并由ADUM1412构成CAN隔离电路避免干扰。采用北斗GPS模块ATK-1218-BD构成无线定位系统,系统设计了充电急停安全模块和充电枪的检测模块。研究结果表明,硬件结构最大变形值为3.07 mm,最大应力为134.41 MPa,充电桩重心点的垂线在结构底面范围内,结构符合强度和稳定性要求。控制系统功能完备,安全急停模块和充电枪安全模块保障了充电桩使用的安全,有一定的工程实践参考价值。

电动汽车无线充电系统磁芯结构的设计及优化

针对电动汽车无线充电系统耦合系数小、充电效率偏低的问题,提出一种可提高耦合系数的磁芯设计优化方法。根据相关电路和磁路模型,给出了耦合系数与输出功率和效率的关系,推导了单圆形线圈和DD(double-D)形线圈的耦合系数的磁路表达式,为磁芯结构设计及优化提供依据。给出了一种磁芯结构的设计优化流程,并根据流程提出了单圆形线圈的车轮形优化磁芯结构和DD线圈的凹形优化磁芯结构。三维有限元仿真和实验结果表明:在同样的线圈面积下,优化的磁芯结构对耦合系数有10%~30%的提升。采用优化磁芯结构的无线充电系统,与原充电系统对比,充电效率明显提升。

基于有限元的滑块式万向联轴器系统优化设计

采用有限元法,结合轧机实际工作情况,对轧机滑块式万向联轴器进行整体建模计算,分析出主要零件的危险部位,并找出扁头断裂的原因。在此基础上建立滑块式万向联轴器有限元参数化模型,依据等强度原则并考虑叉头成本高等因素对联轴器进行优化。优化后在叉头有足够疲劳强度前提下,扁头危险部位最大主应力降低了19.21%,疲劳寿命增加了4.3倍。优化结果表明:滑块式万向联轴器的整体承载能力和工作寿命得到了提高,从而实现了对联轴器的结构优化设计。

制导炸弹弹体结构可靠性分析与应用

对制导炸弹弹体结构可靠性进行了分析,提出了弹体结构可靠性设计的一般流程,介绍了一种常用的弹体结构可靠性工程计算方法—可靠性安全系数法,确定了计算弹体结构可靠度所需的常用材料变差系数及制导炸弹飞行过程中的载荷变差系数,优化了改进弹体结构可靠性的技术途径,使结构设计更加合理。

复合射孔压裂技术压裂弹装药结构优化设计模型

高能气体压裂与射孔复合工艺技术把射孔技术与高能气体压裂技术融合在一起对地层进行射孔压裂复合作用,通过提高地层渗透导流能力实现油气井增产目的。