前混合水射流喷丸单丸粒冲击特性研究

单丸粒冲击特性是研究混合射流表面喷丸强度和覆盖率的基础指标,丸粒特性与靶材特性均会对冲击后的弹坑形态产生影响。以不同热处理后的18CrNiMo7-6低碳合金钢为靶材,研究了不同丸粒冲击条件下的弹坑特性。从弹坑形成机理出发,建立了单丸粒冲击弹坑尺寸模型,并通过试验研究,修正了高硬度靶材弹坑的误差,使弹坑深度预测误差降低到30%以下。在此基础上,研究了弹坑相关特征参数(深径比、坑深坑直径占比、脊高)的规律。结果表明,丸粒硬度和靶材硬度对深径比以及坑深直径占比影响最为显著,而弹坑周边的脊状结构只存在于低硬度靶材中。各参数对脊高的影响由大到小分别为丸粒直径、丸粒硬度和丸粒速度。

砂土爆炸成坑离心模型试验相似律研究

传统弹坑相似律存在适用性和有效性不足的问题,且爆炸成坑离心试验中的科氏力作用尚不明确。开展了砂土中的触地、浅埋爆炸成坑离心模型试验,探究不同重力加速度、药量和埋深工况下的爆炸成坑规律。推导了浅埋和触地爆炸弹坑相似律,给出了弹坑半径公式。对离心模拟爆炸成坑过程中的科氏力作用进行了定量分析和数值模拟。研究结果表明:提出的弹坑相似律能够适用于触地和浅埋爆炸工况,并针对干砂中的离心机试验和常重力试验弹坑数据取得了良好的归一化结果。科氏力主要通过改变土体抛掷回落运动轨迹来影响最终的弹坑形态,浅埋爆炸成坑试验中明显观察到科氏力的影响,弹坑轮廓向着离心机转动方向偏移;触地爆炸弹坑则基本不受科氏力影响。使用更大半径的离心机设备以及在更高离心加速度下开展试验可以显著减小科氏力引起的弹坑偏移误差。研究结果对爆炸成坑效应的离心物理模拟技术和理论分析提供了参考和依据。

喷丸弹坑应力场演变的相似性实验与仿真模拟

运用ANSYS动力学模块建立单弹坑、双弹坑交叠模型和三弹坑互交模型,分析材料表面在弹丸作用下的动态塑变过程和弹坑形变与应力场分布规律。鉴于实际弹坑无法直接测试,实验基于相似原则,放大弹丸和坑型尺度,通过X射线衍射(XRD)表面应力测试获得弹坑应力分布,将结果归一化处理后与喷丸仿真下弹坑应力分布规律进行对比。结果表明:相似性实验结果与仿真结果具有较好的一致性;单弹坑内呈压应力分布,应力大小与形变量直接相关,从坑沿到凹陷最深处,应力强度逐渐增大;1/4d(d为弹丸直径)偏置模型中,弹丸依次撞击靶材,弹坑重叠区域应力分布表现为新的塑性变形导致原有的弹坑受挤压而产生变形,进而使得原有弹坑的应力松弛了68.2%,因此整体上喷丸后弹坑应力分布状况随着重叠区和凹陷区呈现波纹状起伏。研究认为,弹丸重叠撞击起到均化材料表面应力的作用。

单齿静压入实验破碎坑的数据处理及几何建模

单齿静压入实验是“牙轮钻头与岩石互作用仿真”课题的基础实验研究工作。西南石油学院钻头研究室针对四类岩石、三类不同冠部形状的硬质合金牙齿 ,进行了大量的单齿静压入实验。根据实验结果提出了三类牙齿静压入破碎坑的几何模型 ,并简要介绍了通过破碎坑实验数据的处理获取几何模型特征参数的方法。

信息动机行为技巧模型对乳头凹陷初产妇母乳喂养自我效能的影响研究

目的信息-动机-行为技巧探讨模型对乳头凹陷初产妇的自我效能及纯母乳喂养率的影响。方法选取我院86例乳头凹陷的初产妇,采用随机数字表法分为,观察组和对照组各43例。对照组仅接受产科提供的常规护理,观察组除实施产科常规护理外并实施IMB干预,采用母乳喂养自我效能量表对两组产妇入院未分娩时、产后1个月及4个月母乳喂养自我效能进行评分,比较两组产妇的母乳喂养自我效能及纯母乳喂养率。结果产后1个月及4个月观察组母乳喂养自我效能评分,观察组评分为产后1个月(52.81±3.97)分,产后4个月(57.00±7.52)分,对照组评分为产后1个月(46.51±3.91)分,产后4个月(49.42±5.51)分,两组比较差异具有统计学意义(P<0.05)。产后1个月及4个月观察组母乳喂养率为86.0%,76.7%,对照组母乳喂养率为60.5%,46.5%,两组比较差异具有统计学意义(P<0.05)。结论基于IMB模型为产妇提供信息、动机和行为技巧的整体干预,能够有效提高乳头凹陷初产妇的自我效能,从而提高了母乳喂养率。

复合杆体侵彻半无限靶的数值模拟分析

基于ANSYS/LS-DYNA软件对复合杆体在不同弹芯长径比、弹芯截面积形状、弹芯和护套材料参数情况下垂直侵彻半无限靶进行了三维数值模拟研究,找到了相关物理量对侵彻效果的影响规律,并通过进一步建立弹坑简化模型,分析了复合杆体的侵彻机理。结果表明:在保证侵彻过程中弹芯不弯曲变形的前提下,尽量提高弹芯长径比和着靶速度能有效提高侵彻效果;圆形弹芯截面侵彻效果相对于正方形和三角形弹芯截面的复合杆体更为稳定;在满足内外弹道强度要求的前提条件下,采用密度较高的弹芯材料、密度和杨氏模量较低的护套材料可以明显提高复合杆体的侵彻效果;复合杆体的长径比和材料类型会对不同侵彻阶段穿深与弹坑总穿深之比产生影响。

金属切削中刀具月牙洼磨损模型的研究

刀具的前刀面月牙洼磨损和后刀面磨损在刀具磨损的研究中占据同等地位,但月牙洼磨损轮廓和刀屑交界面上的切削过程变量不易测量等因素,导致真正依据月牙洼磨损测试获取月牙洼磨损模型的研究非常少。基于硬质合金刀具切削低碳钢的月牙洼磨损实验,提出了一个经验磨损模型。该模型综合了黏结磨损和扩散磨损,考虑了刀屑交界面温度和压力对月牙洼磨损的影响。研究结果表明,该模型能够分析并预测相似切削条件下的月牙洼磨损轮廓。

带液芯控制的板坯连铸二冷区动态控制模型

以太钢二炼钢厂合金钢板坯连铸机为目标机型,在凝固传热数学模型的基础上,自行开发出了一种带液芯控制的板坯连铸二冷区动态控制模型。该动态控制共设置了四个控制点,采用切片法进行目标温度的动态跟踪,并通过计算机仿真验证了它的可靠性。

一种实时生成物理弹坑模型可变地形建模方法

针对动态地形弹坑模型可视化需求,提出一种实时可变地形建模方法。以隐式层次结构建立自适应多分辨率地形模型,结合物理弹坑模型,根据爆炸事件发生位置的不同,实时观测地形的形变效果。为了表现弹坑模型细节,采用全分辨率物理弹坑模型建模方法。根据入射方向和地势特征不同,提出了形变区域扩展算法,确定弹坑最小投影区域范围,在隐式层次结构上定义了活跃点,实现多分辨率地形与弹坑模型的无缝融合。以上方法在多个真实地形数据上进行了实验研究,结合不同地貌实现了基于物理弹坑的形变效果,结果表明形变后的地形模型满足空间连续性,符合虚拟环境对动态地形的仿真要求。

爆破漏斗鼓包运动模型的构建及验证

为研究爆破漏斗鼓包运动规律,采用动量守恒定律对鼓包运动速度进行理论分析,并通过爆破漏斗模型试验、高速摄影系统、数值分析开展试验研究.研究结果表明,将鼓包运动岩体划分为若干单元,运用动量守恒定理推导出爆破漏斗鼓包速度服从指数模型,整个过程做变速运动;通过高速摄影对爆破漏斗鼓包运动进行记录分析,图像表明鼓包运动过程中,自由面裂隙向四周扩散,使自由面岩体破碎并呈规则的扇形状;在爆生气体推动下,岩体进一步的抬升与破裂,炮孔中心质点做变加速运动;不同时刻下,随自由面炮孔中心为原点的坐标距离增加,鼓包运动呈指数递减,当自由面鼓包完全破裂后,破碎岩体以最大速度做抛掷运动,当抛射角度与水平成45°时,达到最远抛距.

基于高速摄影技术爆破鼓包运动规律的研究

为研究球形药包爆破漏斗实验中自由面鼓包运动规律,采用能够较好模拟现场岩土的相似材料制作了一组水泥砂浆模型进行了爆破漏斗实验,利用高速摄影系统记录了模型在球形药包作用下自由面的鼓包运动,得到了鼓包运动轮廓、鼓包表面中心位移和速度分布.结果表明:鼓包表面中心在速度分布上呈现出加速-匀速-二次加速-减速的特征,鼓包上升到约1.5倍抵抗线后,抛体按照弹道运动规律进行抛掷.

冻土爆破漏斗及冻土爆破性的模型试验研究

根据相似理论和利文斯顿爆破漏斗理论进行了冻结粘土、砂土在－７，－１２，－１７℃３个温度水平下的爆破漏斗模型试验，对爆破漏斗几何参数及块度进行了回归分析，冻结砂土的爆破漏斗参数回归效果比粘土高度显著，冻结粘土的爆破碎块较好地服从Ｒ－Ｒ分布，冻结砂土较好地服从Ｇ－Ｇ－Ｓ分布．按照形变能系数大小对比了冻土的爆破性，得出的结论对冻土爆破参数的设计有一定的参考作用．

喷雾电火花铣削加工的能量分配与材料蚀除模型

针对喷雾电火花铣削加工(Electrical discharge milling,ED-milling)建立电蚀坑形成过程的热-流耦合模型,并改进电火花加工中放电能量在阴极及阳极分配系数的判断方法来为所建立的蚀除模型提供边界条件。此外,通过试验得到不同放电参数下的电蚀坑半径,并对蚀坑半径随脉宽和电流变化的规律采用最小二乘法进行拟合作为等离子体扩张方程。基于材料蚀除的热-流耦合二维模型,应用仿真-试验比对的方法得到雾中电火花铣削加工时放电能量在正极的分配系数近似为0.29,负极分配系数约为0.025。根据相关加工参数及所建立的模型,对喷雾电火花加工的电蚀坑尺寸进行计算并与试验测量结果进行对比,两者误差约在8%,证明该模型是可信的。通过对比试验和分析结果,可知喷雾电火花铣削加工中放电通道中的能量分配在阳极的比例远大于阴极,从而揭示了在雾中电火花加工中工件接正极时材料去除率更高的原因。通过所建立的阴、阳极的蚀除模型,用于对喷雾电火花加工的材料去除率、表面粗糙度等进行推导和预测,从而优化工艺参数并减少加工成本。此外,所建立的模型可进一步扩展应用到液中、气中等多种电火花加工(Electrical discharge machining,EDM)中,并为EDM加工机理的研究提供了一种可行的方法。

底部空气柱装药爆破机理分析与试验研究

应用激波理论分析了底部空气柱装药爆破机理。通过实验室的爆破漏斗试验，研究了底部空气柱装药爆破效果，掌握了定量装药在固定装药深度情况下爆破漏斗体积与底部空气柱长度的变化规律，对工程实践有一定指导意义。

修正RHT模型在岩体爆破响应数值模拟中的应用

岩体爆破是一个极其复杂的物理过程,应用数值模型研究岩体爆破响应的关键在于能否准确地描述岩体在不同应力状态下的力学行为。基于应用标准RHT模型模拟岩体爆破破碎过程存在的缺陷,对RHT模型进行改进,提出了双线性拉伸软化模型,在残余强度面方程中引入罗德角因子,修正了应变率增强因子和拉-压子午比的计算公式。将修正后的RHT模型植入SHALE程序中,并通过不同应力路径下的数值试验检验了修正RHT模型性能。应用修正RHT模型和标准RHT模型分别对爆破漏斗试验进行数值模拟。计算结果表明,修正RHT模型在自由面处形成的爆破漏斗半径更接近于现场试验的实测结果,验证了修正RHT模型的合理性和准确性,说明该模型在岩体爆破响应数值模拟中具有一定的参考价值。

砂中爆炸成坑的离心模型试验分析方法比较

采用中国水利水电科学研究院450 g-t土工离心机进行干砂中爆炸成坑模拟试验,研究不同药量、不同埋深和不同离心加速度下砂中爆炸成坑规律。对10次模型试验数据采用3种不同的方法进行分析,其中Schmidt公式和Baker公式是通过相似原理推出的量纲一的公式,修正Боресков公式则是在工程中广泛应用的经验公式。3种方法拟合试验数据的相关系数分别为0.931,0.960和0.998,显示了试验数据较高的可信度。为选择合适的离心爆炸模拟试验分析方法,将这3种方法进行比较,结果显示Schmidt公式虽然拟合试验数据精度较低,但公式中各参量易于精确测定,因此最适合定量分析离心爆炸成坑规律。

一种类球型小行星表面撞击坑的自动提取方法

以类球型小行星模型数据为基础,提出一种球面窗口扫描与等值线分析相结合的撞击坑自动提取方法。首先,在极坐标系中建立小行星模型,设置方形球面窗口并映射模型数据;其次,在基本面上优化局部形貌信息,提取并分析其等值线,确定区域内的撞击坑特征;再以环带滚轮旋转、窗口横向扫描的方式获取整个小行星模型的撞击坑特征;最后,将所提取的撞击坑特征信息统一至小行星模型中。以Mimas和Dione小行星模型为例,实验结果表明该方法能够稳定、准确地提取模型表面的撞击坑特征,分析其表面撞击坑的分布情况,进一步说明其具有一定的实用性。

火山口堆积及其相模式:以松辽盆地白垩系营城组为例

松辽盆地东南缘露头区出露白垩系营城组火山口堆积,火山碎屑堆积特征显示,营城组时期火山活动具有阶段性,营1段时期为酸性岩浆活动期,营2段时期为火山活动间歇期,营3段时期先后有中基性岩浆和酸性岩浆活动发生。恢复火山口堆积岩性的时间先后和空间位置关系,建立火山口堆积相模式。研究结果表明:营一段时期火山活动以岩浆含气量大的喷发为特征,喷发分4个阶段,即蒸汽喷发—蒸汽岩浆喷发—岩浆喷发—火山活动期后的岩浆侵出/侵入活动。营3段火山活动分为早-中期的中基性岩浆喷发和晚期的酸性岩浆的侵入/侵出:那中基性岩浆喷发活动包括产生火山弹的"爆炸"式岩浆喷发—"爆炸"式向"喷溢/溢流"式岩浆喷发的过渡—"喷溢/溢流"式岩浆喷发—"爆炸"式岩浆喷发4种形式;酸性岩浆的侵入/侵出活动包括岩浆侵入围岩引起隐爆—岩浆侵出导致形成柱状节理岩穹2个阶段。

一种便捷强夯模型试验装置的设计及应用

为了消除强夯模型试验箱壁无法避免的边界效应,设计了一种操作简易、成本低廉的强夯模型试验装置.首先简要介绍了该试验装置的设计思路及制作过程,并对该装置的试验操作过程进行说明.然后利用该简易装置进行强夯模型试验,在相似定理的基础上,通过量纲分析对试验数据中的夯坑深度进行研究分析,建立了无量纲夯坑深度与土质参数和施工工艺参数无量纲量间的相关方程.最后将该夯坑深度估算方程计算出的夯坑深度值与几例工程实测深度数据进行对比验证,结果表明两者具有很好的一致性,说明该方程可用于推算现场强夯时的夯坑深度.通过研究可知该简易装置具有一定的实用性,能满足工程现场夯坑深度的估算.

月表撞击坑形成过程数值模拟理论与方法

数值模拟是研究撞击坑形成过程的一种主要方法,尤其是认识撞击坑形成机制的重要手段。撞击坑形成过程数值模拟的基本原理是用离散方法描述物质在高速撞击作用下的运动及状态,在模拟中首先将物质与空间划分成离散的网格,在每一次迭代计算中逐步求解各个网格的形变、运动与状态改变的规律。牛顿运动定律、物质的连续体模型与热力学方程是撞击坑形成过程数值模拟的理论基础,牛顿运动定律以偏微分方程的形式贯穿在离散化的网格空间中,物质的连续体模型将物质的屈服强度与破裂、温度、孔隙、振动等联系起来,而热力学方程则通过其他热力学参数计算网格单元内物质的压强与物质所处的状态。