河床表层冻融作用下推移质输移特征研究

高纬度河流系统常会经历季节性冻结与融化。为揭示冻融作用对床面推移质运动的影响,本研究以未经历冻融过程的常规室温(20℃)推移质输沙实验结果为基准,保证实验条件不变,开展了均匀沙与非均匀沙床表层冻融后的室温(20℃)推移质输沙实验,综合比较了冻融作用影响下推移质输沙率与级配组成特征。结果表明,河床表层冻融后的推移质输沙率均高于无冻融作用的推移质输沙率,据此提出了有冻融影响与无冻融影响下的推移质输沙率比值ζ。研究显示,冻融作用下的推移质输沙率呈有规律变化:剪切力较小时ζ较大,剪切力较大时ζ减小并逐渐趋于1.0;非均匀沙中,随着泥沙粒径增大,各粒径组的ζ逐渐减小;低流量驱动时,冻融作用对非均匀输沙级配组成的影响显著,并随着流量增大而逐渐减弱。本研究剖析了冻融作用对推移质输沙率与级配组成的影响,有助于认识冰冻区河流的河床稳定性与河床演变情势。

考虑颗粒破碎效应的粒状材料本构研究:进展及发展

颗粒破碎会引起材料的压缩性变大及强度软化,因此颗粒破碎对粒状材料力学特性影响的研究非常重要。首先从试验研究方面着手,总结了颗粒破碎的描述方法、不同加载条件下(一维及等向压缩、三轴剪切、扭剪及单剪)应力应变的颗粒破碎效应;接着总结了考虑颗粒破碎效应的粒状材料力学本构模拟方法,即一维及等向压缩模型、三维剪切模型及基于离散元法的微观土力学模型。最后,通过大量试验结果分析并结合笔者近年来的研究成果,指出可破碎颗粒材料在应力应变过程中的颗粒级配变化可由修正相对破碎指数来表示,可通过塑性功来确定,且塑性功确定法的优越性还体现在循环加载下的累积破碎评价;然后再通过修正相对破碎指数,来确定临界状态线的位置,进而可通过当前状态与临界状态线的相对位置来评价颗粒破碎对颗粒材料力学特性的影响。所提出的以修正相对破碎指数为关键变量的本构方程可直接应用于考虑颗粒破碎效应的粒状材料静动力本构模型的开发。

不同形状磨粒随机分布磨料表面的三维建模仿真

为了更准确地对不同形状磨粒的加工过程进行仿真,基于统计学的原理,利用打靶法模拟多颗不同形状(圆锥形、正四棱锥形、正三棱锥形以及半球形)的磨粒表面的随机分布,实现了通过设定不同的参数(粒度、出露高度、圆角半径、锥角),生成位置随机的三维磨料表面模型,并对结果做了相应的统计学验证,结果基本符合工程上的要求.模拟结果表明,磨粒尺寸的参数误差控制在1‰范围内,磨料地貌图中不存在磨粒重叠现象和空位现象,且磨粒分布相对较均匀.

基于精细化梯度的无线传感器网络汇聚机制及分析

信息汇聚是无线传感器网络的典型传输形态之一.在信息汇聚过程中,网络存在数据流分布内密外疏的不均衡特性.研究发现,在传统跳数模型下,网络数据流分布不仅存在全局不均衡性,而且同层节点内还存在着内疏外密的反向不均衡现象,从而使网络流量分析复杂化.提出一种精细化梯度模型,通过引入加权平均机制,将跳数信息转化为精细梯度信息,并以梯度作为数据汇聚的参考依据.通过理论和仿真分析,精细化梯度模型下网络具有更平稳的网络数据流分布特征,并在通常情况下具有更高的通信效率.

单层钎焊砂盘磨粒分布有序性研究

对新型非砂轮磨削工具——单层钎焊砂盘的硬质合金磨粒在基体上的分布进行了初步研究 ,砂盘作为一种手握粗磨削工具 ,降低磨削力是最重要的 ,文中借鉴砂带及单层高温钎焊超硬磨料砂轮的一些研究 ,提出了砂盘的磨粒在基体上有序性分布的概念 ,将此概念应用于砂盘钎焊制造工艺上 ,在相同的制造工艺和磨削深度条件下 ,对得到的磨粒有序性及无序性分布的砂盘进行了磨削对比实验。结果表明 ,砂盘磨粒的有序性分布能显著降低其磨削力。

前混合磨料水射流喷嘴内液固两相流的数值模拟

首先定性分析出在一定压力下,磨粒在等直径、不同圆柱段长度的喷嘴出口处存在 一个最大速度;然后运用大型CFD商业软件Fluent 6．1．18对在一定压力下,其他结构一定而不同 圆柱段长度的不锈钢喷嘴内液固两相流进行数值模拟,得到出口处磨粒速度最大的最佳长度的 喷嘴,斤对该喷嘴内液同两相流速度分布规律进行了分析,为前混合磨料水射流切割机制研究提 出了有意义的途径。

推移质泥沙级配确定方法的试验检验

利用正态动床模型中推移质级配随水流强度变化的观测资料,分别从模型角度和原型角度对概率统计法、最大粒径法和平均粒径类比法等确定河床推移质级配的方法进行了检验与比较。从模型角度比较结果表明在较小和较大流量下采用概率统计法计算的级配相对实测值分别偏粗和偏细,另两种方法在各种流量条件下的计算结果与实测数据均较为吻合。从原型角度比较结果表明概率统计法在小流量和大流量下较实测值分别偏粗和偏细,与从模型角度比较类似,最大粒径法在大流量下较实测值偏细,平均粒径类比法计算结果在各级流量下与实测值均较为接近。

基于图像识别的床面推移质分布密度检测方法

为研究非均匀推移质的输移特性,开发了由影像采集系统和图像识别软件处理系统组成的床面运动颗粒分布密度及组成检测系统。该系统采用非接触式影像采集方式,运用图像识别技术提取颗粒特征值,对水沙运动零干扰。图像识别软件采用中值滤波及卷积处理等方法进行图像增强,采用自适应阈值技术分割图像。推移质低强度输移时,图像识别精度较高;推移质输移强度较高时,识别精度可通过修正系数进行修正。同时,还可以通过图像识别获取床面推移质的级配组成。水槽试验与检测对比结果表明:该检测系统具有较高的识别可靠性。

标准砂在磨料粒度组成检测中的作用分析

磨料粗磨粒粒度组成检测的基本方法为筛分法。本文通过对磨料粒度组成检测时筛分条件对筛分结果的影响进行分析,得出标准砂在粒度组成检测中的两个作用:一是用来选择高精度的试验筛,二是对筛分结果进行校正,达到准确检测粒度组成,统一检测结果的目的。同时论述了标准砂的校正原理,并以实例对标准砂的作用进行了论证。

动床沙粒阻力与底沙输移

本文在输沙实验的基础上,从研究水流结构着手,分析了水流和泥沙之间的相互作用关系,讨论了动床沙粒阻力和底沙输移规律.结果表明,动床沙粒阻力与输沙有关.本文还导得动平床情况下的流速分布公式、阻力公式和输沙率公式,使动床的水流运动和输沙过程得以联解.通过295组水槽实测资料详尽的验证,证明本文结果与实测资料是一致的.

关于悬沙级配沿垂线分布的有效悬浮指标

讨论了关于河流悬沙中某级泥沙所占全体悬沙之比值Ｐｉ的两种定义；根据Ｈ．Ｒｏｕｓｅ含沙量分布公式，导出了相应的Ｐｉ／Ｐａｉ、Ｐｉ／ＰｉｐｊＱ等３种形式的悬沙级配沿垂线相对分布表达式；探讨了有效悬浮指标δｉ的物理涵义及其实际应用取值问题。

晶界特征分布对1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢绝热剪切带自组织的影响

通过形变热处理工艺优化不锈钢的晶界特征分布,并采用厚壁圆筒外爆压缩加载实验对形变热处理前后的试样进行动态加载,研究了晶界特征分布对1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢绝热剪切带自组织的影响。结果表明,形变热处理工艺优化了不锈钢的晶界特征分布,特殊晶界比例尤其是∑3晶界比例分别从27.8%,18.9%提高到72.5%,55.8%,一般大角度晶界被小角度晶界和特殊晶粒团簇取代或阻断。加载后两种状态试样的剪切带的数量和间距差别较小,但是固溶试样剪切带的平均扩展速率为446 m/s,最长剪切带长度为2.33 mm,而形变热处理试样分别为338 m/s和1.75 mm。晶界特征分布优化对剪切带的形核影响较小,但是由于特殊晶界比例的提高,明显阻碍了绝热剪切带的扩展,提高了高速变形条件下的抗损伤能力。

齿轮胶合中的磨粒效应研究

提出了含磨粒油润滑工况下齿轮产生胶合失效的机理，通过分析磨粒进入接触区的过程，定性地描述了磨粒综合效应，并用磨粒一润滑油二相流润滑条件下油膜亏损率的概念，推导了磨粒分担载荷量的理论计算公式。最后以定量的角度利用Ａｒｃｈａｒｄ圆接触模型计算了磨粒在接触区内的温度效应，研究结果表明，实际润滑油中所含大量磨粒所寻致的温度效应是显著的。

推移质运动的分形与自组织特征研究——Ⅱ推移质输沙率的分形分布及自组织临界性

应用分形列维稳定分布描述推移质输沙率超过某值的概率分布,通过胡春宏等人的水槽试验数据和野外观测数据对理论进行验证,两者基本吻合。通过理论分析和实际数据论证推移质的动态行为具有1/f噪声的特征,颗粒相对跃长和输沙率的空间分布具有多重分形的标度性质。论述了推移质运动的自组织临界性和分形列维稳定分布的物理机制。

磨料微粉粒度检测与数据处理系统设计

针对目前沉降管测定微粉粒度普遍存在数据记录和处理过程中人为因素较大,影响测试结果的准确性等问题,利用斯托克丝定律和新一代微处理器的特点,设计了磨料微粉粒度检测与数据处理系统。论文介绍了沉降法基本原理和计算数学模型、沉降液的密度和黏度与温度修正关系,给出了系统软硬件电路。通过对相关样品进行实际测量和数据处理分析,结果表明:数据记录和处理稳定、操作方便、曲线显示美观,易于扩展等特点,具有广泛的应用前景。

天然河湾悬沙浓度横向和垂线分布规律

通过对来家铺弯道的野外测验资料进行整理、甄别和筛选,从中选取具有代表性的3组断面数据,分析弯道内悬沙粒径和垂线平均浓度的横向分布规律,悬沙浓度沿垂线分布规律。分析表明,断面平均流速是决定弯道悬沙中值粒径粗细和平均浓度高低的主要原因,凸岸悬沙垂线浓度均值一般高于凹岸,浓度的标准差也大于凹岸;弯道中粗沙浓度均值和标准差均高于细沙浓度均值,粗沙的分组粒径浓度沿垂线分布比细沙更不均匀。

超硬磨料粒度组成标准问题讨论

针对合格的超硬磨料出现的划伤现象，用图像分析仪分析发现有大颗粒磨料存在。根据正态分布模型计算及实测表明：现行超硬磨料粒度组成标准中，16／18～200／230各粒度号用于限制大颗粒的上限筛筛孔尺寸过大，起不到限制大颗粒的作用，是不合理的。研究结果表明：采用比 GB／T 6406－1996标准中规定的上限筛筛孔尺寸小一档的筛网作为上限筛较为合理，可以较好地控制大颗粒，起到质量把关的作用。

CBN砂轮磨削镍基高温合金磨削温度实验研究

磨削高温是限制磨削技术发展的主要瓶颈之一,因而研究磨削过程中产生高温的机理及磨削温度的变化规律十分重要。采用260 mm的单层钎焊有序排布CBN砂轮,对镍基高温合金GH4169进行不同速度下的磨削实验。实验过程中,保持砂轮线速度和工件进给速度的比值不变,从而保持单颗磨粒最大未变形切屑厚度不变,发现比磨削能得到有效控制,磨削温度的上升主要由材料去除率的提高所导致;随着砂轮线速度的增加,磨削弧区热量分配关系发生显著变化,传入工件的能量增加;磨粒排布方式对传入工件的热量有影响,同一磨削工艺参数下,磨粒斜排布的砂轮磨削温度要低于磨粒直排布的砂轮,最佳磨粒排布方案还有待进一步的研究。

粮食立筒库配电的负荷计算

简要介绍粮食立筒库配电的负荷计算方法,并在计算负荷时,需要注意的问题。

ZTM陶瓷磨粒磨损特性

在环－块式试验机上，以ＳｉＣ粉为磨粒，对ＺＴＭ陶瓷的磨粒磨损特性进行了研究．研究了载荷、滑动速度对ＺＴＭ磨损率的影响，并与ＴＺＰ、莫来石和氧化铝陶瓷的耐磨性进行了比较，对ＺＴＭ的磨粒磨损机理进行了初步探讨．