基于点电偶源的土石堤坝管涌渗漏通道探测方法与仪器设计

土石坝是一种常见的水利工程结构,土石材料的结构特性决定着渗漏的必然性,异常的渗漏可能导致坝体内部土的壤受到侵蚀,逐渐地形成了管涌渗漏通道.如果不采取有效措施提前探测和治理管涌渗漏通道,坝体可能面临沉降、滑坡或坍塌等风险.为了能够准确地探测土石坝管涌渗漏通道的位置,为堤坝治理提供更丰富的探测数据,本文基于管涌渗漏通道的电导率异常分布特性,研制出一种渗漏探测仪器.该仪器包含发射系统和接收系统.发射系统用于激励管涌渗漏通道产生异常磁场;接收系统由三分量磁测传感器、Real-Time Kinematic(RTK)定位系统和接收机组成,用于测量和记录微弱的异常磁场信号的幅度和厘米级经纬度信息.通过仿真、实验室测试以及野外实验,验证了探测方法和仪器的有效性.该技术和仪器有望在堤坝安全性监测和维护方面发挥重要作用,为减少土石坝潜在的灾害提供了一种先进的探测技术手段.

含零值绝缘子高压架空输电线路绝缘子串空间电场分布特性

基于有限元电场仿真方法,研究了110kV和220kV不同绝缘子串型出现零值绝缘子时邻近区域空间电场分布特性,对比合成电场和轴向电场分量对零值绝缘子的敏感度。针对单I悬垂串、双II悬垂串和耐张串等串型,分析零值绝缘子对不同串型的影响程度,定量分析零值绝缘子位置和片数对场强分布的影响特性。结果表明:轴向场强分量对零值绝缘子更为敏感,作为零值绝缘子检测的特征量更为合适;高压侧存在零值绝缘子对电场分布影响最大;对于悬垂双II串应分别测量两侧的场强,以判断零值绝缘子出现位置;连续2片、3片零值时场强下降幅度分别为单片零值的2倍和2.3倍等。

低气压Ar-Ne-Hg放电电场强度计算

本文对 L ama[1 ] 模型进行了修正 ,得到了高管壁负载时的低气压 Ar- Ne- Hg放电解析模型。按照该模型算出的轴向电场强度的理论值与实验数据符合较好。

双向应力场下挤出SGF/PE/PP管材强度的研究

利用自行研制的剪切拉伸双向应力场挤管机头装置生产出了含量仅为 3 %短玻纤增强的高密度聚乙烯 /聚丙烯管材 ,研究了周向剪切应力场的剪切套转速及剪切应力场段温度等工艺条件对管材周向和轴向强度的影响。结果表明 :周向剪切应力场可明显改善管材的周向强度 ,轴向拉伸可实现管材轴向增强。

基于位移传递机构的超磁致伸缩致动器磁场分析

为放大超磁致伸缩致动器的位移,设计了位移传递机构以叠加致动器中超磁致伸缩棒和筒的输出。针对该致动器中棒和筒的磁场分布问题,基于有限元法建立了磁场强度的计算电磁学模型,并利用ANSYS软件进行了仿真。通过仿真得到了棒和筒上任一点磁场强度,并基于一种新的平均化方法确定了截面磁场强度平均值;最后得到位移传递机构取不同磁导率时棒和筒上磁场强度的轴向分布规律。

20G钢管的电磁校形

采用线圈轴向磁场力对压扁量为11 mm的20G钢管进行了电磁校形,并以变形量为评价指标,研究了放电电压、放电次数和线圈电感对钢管校形精度的影响。结果表明:虽然线圈电感和放电次数对校形精度有一定的影响,但放电电压是影响校形精度的决定因素;试验还从各种参数对校形的影响关系得到了较优化的工艺参数,以达到提高校形效果的目的。

确定土体破坏准则的一个新方法

为了完全解决理论上和工程应用中土体破坏准则的合理选用问题,总结了国内外106种土体在平面应变和常规三轴试验下摩擦角的试验结果,发现结果具有明显的规律性。同时,这些试验结果所体现出的规律与统一强度理论和统一滑移线场理论得出的理论结果高度吻合。根据这一发现,建立了破坏准则与平面应变、常规三轴试验条件下材料的强度参数之间的定量关系,由此提出了一个确定土体破坏准则的新方法。该准则具有简单的线性表达式,只需要用平面应变试验和常规三轴试验得到的摩擦角差值即可构建,便于工程应用。该研究结果也可推广应用于岩石材料、混凝土材料、工程塑料以及拉压强度不等的其他材料,更复杂的结果有待进一步验证。

斜盘式轴向柱塞泵柱塞颈部最小直径设计

为了解决斜盘式轴向柱塞泵在高速高压下产生柱塞颈部断裂的问题,对柱塞泵柱塞颈部的设计及校核开展研究,提出柱塞颈部最小直径的设计方法。基于排油区柱塞滑靴组件的受力分析,建立高压下柱塞颈部受力模型。基于应力-强度干涉分布理论,结合柱塞颈部应力分布和柱塞疲劳强度,提出柱塞颈部疲劳可靠度表达式,得到轴向柱塞泵柱塞颈部最小直径。利用有限元法对最小颈部直径柱塞进行静力学仿真分析,结合应力云图实现柱塞强度的安全性校核。在额定工况下,对根据柱塞颈部最小直径的设计方法设计出的轴向柱塞泵开展了容积效率和机械效率试验,利用本研究的设计准则针对同类产品的轴向柱塞泵柱塞颈部进行设计验证,验证所提出的柱塞颈部最小直径设计方法的合理性。