基于管柱动力学的特深井通井组合刚度评价方法与应用

我国特深井钻井正处于快速发展阶段,受井眼尺寸大和深度深的影响,钻井过程中极易出现微井斜、扩径缩径和井壁台阶等,导致套管下入困难,因此通井钻具组合评价尤为重要。目前,现场使用的评价方法常忽略了管柱下入过程中与井壁的碰撞和变形,导致通井效果时好时坏。为了辅助现场施工,文章基于全井管柱动力学模型和HHT-α数值计算方法提出了一种能够模拟管柱下入的动态过程的通井钻具组合的评价方法,该方法考虑了实测井眼轨迹、井眼扩大率和下入阻力等要素。通过某特深井三开下套管前的钻具组合进行实例计算分析,表明井眼扩大率和套管串下入阻力对通井能力和套管下入影响较大,当井眼扩大率较小且套管串下入阻力较大时,需要使用刚度较大的多扶正器通井钻具组合。本方法可以实现实测井况条件下比较精准的刚度对比模拟,也成功指导了案例井?486 mm套管的安全下入。

对辊制粒机压辊的有限元分析及优化

对辊制粒机的压辊在工作过程中由于受交变载荷作用寿命往往较短,为改善压辊受力状况,根据对对辊制粒机制粒成型过程的分析以及对压辊受力状况的研究,建立了压辊的力学模型;在此基础上,以某型对辊制粒机为初始模型,通过有限元软件Abaqus探究了压辊表面应力分布情况,并进一步对其长径比及支撑方式进行了优化,结果表明:压辊长径比为1.034时,最大应力比初始模型减小了8.92%,单侧支撑改为双侧支撑可使最大应力减小65.31%,因此这两种优化方式对提高压辊的使用寿命具有重要参考价值。

油气管道焊缝凹陷韧性损伤研究

针对含焊缝凹陷管道的失效问题,以X80管线钢为研究对象,采用临界空穴扩张比韧性失效准则与数值模拟相结合的方法对管道焊缝凹陷损伤程度进行了研究,探讨了焊接残余应力应变、焊缝余高、凹陷深度、压头尺寸、内压和偏移距离对焊缝凹陷损伤的影响。结果表明:焊接残余应力应变和焊缝余高使管道焊缝凹陷损伤值增大;焊缝凹陷损伤值随凹陷深度的增加而增大;随着内压的增加,损伤值增幅最大值点在凹陷侧部;压头与管道接触面积越小,焊缝凹陷损伤值越大;凹陷偏移达到一定距离时,凹陷附近的损伤值超过焊缝附近的损伤值,此时凹陷可以视作普通凹陷。

宽孔距爆破模型试验及近场动力学计算研究

针对宽孔距爆破破岩技术中炮孔密集系数合理取值的问题,在总结国内外宽孔距爆破破岩机理的基础上,开展了炮孔密集系数为1.7、2.5、3.5、4.5的有机玻璃板室内爆破试验,并基于常规态型近场动力学原理,开发了爆破计算模块,对宽孔距爆破破岩中裂纹扩展过程、介质位移响应规律进行了研究。结果表明:临空面一侧的径向裂纹受到临空面反射拉伸应力波的作用,表现出向临空面拐角分叉的特征,并逐渐向临空面扩展,最后形成主裂纹组成漏斗形状。在最小抵抗线固定不变条件下,随着炮孔密集系数的增加,应力降低区逐渐增大,同排炮孔间的径向贯通裂隙消失,过大的炮孔密集系数也进一步造成前后排孔间贯通裂纹消失,最后导致单孔爆破的情况发生。位移计算结果进一步证实了上述规律,并且当炮孔密集系数较小时,前排炮孔留下的岩埂刚好被后排炮孔爆破破碎,随着炮孔密集系数的增大,后排孔爆破对前排炮孔所留下的岩埂破碎作用效果逐渐降低。建议实际工程中根据岩体力学性质、地质条件以及爆破目的适当调整密集系数来降低炸药单耗与大块率。

透水丁坝孔型对坝体附近水流特性影响研究

为深入探讨透水丁坝透水孔型对其附近水流特性的影响,通过室内高精度水槽试验,采用三维声学多普勒流速仪对矩形、方圆形和椭圆形三种透水孔型下丁坝附近水流流速进行测量,获得不同透水孔型影响下的丁坝附近水流流速和紊动强度分布特征。结果表明,坝后水流流速波动和紊动强度明显大于坝前,透水丁坝对近坝区水流影响较大,距丁坝越远,流速均匀性越好,紊动强度越小。透水丁坝的缓流效果与透水孔型密切相关,矩形透水孔的坝后缓流率为35.4%,缓流效果较好,方圆形透水孔次之,椭圆形最小,研究结果可为丁坝的透水孔型选择提供指导和参考。

不同剪跨比下低矮开洞剪力墙抗震性能试验

核电厂房的剪力墙具有剪跨比低和配筋率高的特点,为满足人员通行以及设备管道的布置,需要在剪力墙中开设洞口,然而,关于低矮开洞剪力墙抗震性能的研究比较有限。为此,设计3个1∶2.7的大比例尺低矮钢筋混凝土剪力墙试件,通过拟静力试验研究剪跨比对此类剪力墙抗震性能的影响。研究内容包括试件的破坏模式、滞回曲线、延性系数、刚度退化、耗能能力和变形能力等方面的分析和讨论。结果表明:低矮开洞剪力墙的破坏主要是由墙肢的斜向主裂缝宽度明显增大引起,导致承载力快速下降;剪跨比的减少使得低矮剪力墙的承载力、刚度和单圈耗能效果增加,但变形能力和极限位移显著降低,从而导致累计耗能较小;剪跨比较小的试件容易在洞口上方产生塑性铰,随后连梁的转动会导致洞口附近的混凝土压碎,且剪切效应较显著。此外,小洞口的存在会产生严重的不对称性,影响其抗震性能。

某大极孔比复合材料壳体结构设计及承压力学特性研究

通过开展某大极孔比固体火箭发动机复合材料壳体结构设计及水压试验研究,探究了其在内压载荷作用下的力学行为。采用CADWind进行缠绕线型规划及铺层设计,实现壳体的高保真有限元建模,根据复合材料渐进损伤原理(特性)分析了壳体承压性能,揭示了壳体大极孔端的失效机理,并通过水压爆破试验验证计算模型的准确性。结果表明,通过CADWind进行线型、铺层设计能有效支撑大极孔比壳体缠绕成型,壳体的铺层厚度、角度输出数据与实物更加吻合,可进一步提高有限元建模精度;其次,基于Hashin失效判据的渐进损伤失效分析方法实现了壳体的破坏位置、失效模式以及爆破压强的准确预测;最终,壳体计算爆破压强20.3 MPa,试验爆压19.5 MPa,计算误差4.6%,筒段应变计算结果与实测值基本吻合。

Experimental study on the forming characteristics of 1.5 GPa ultrahigh-strength dual-phase steel

The DP1500 steel series successfully produced by Baosteel is a marked improvement over the cold-rolled hot-dip galvanized dual-phase steel series.Sufficient parameter data related to forming characteristics are needed for the successful application of dual-phase steel series in engineering structures.Therefore,differences in the mech-anical properties,forming limit,hole expansion ratio,and stretch bend limit of the 1.5 GPa ultrahigh-strength steel,including DP1500,QP1500,and MS1500,have been systematically studied.Results show that the DP1500 exhibits good plastic deformation performance and approximately 5% uniform elongation,and its true major strain minimum on the forming limit curve(FLC_(0)) value is approximately 0.083,which is higher and lower than the FLC_(0) values of MS1500 and QP1500 of the same strength grade,respectively.DP1500 also exhibits good flanging and pore expansion capabilities and superior performance to QP1500 and MS1500.The minimum radius-to-thickness(R/T) ratio(1.4) of DP1500 in the 90° bend tests transverse to the rolling direction is between the R/T ratios of MS1500 and the QP1500.Overall,the formability performance of DP1500 is between that of MS1500 and QP1500.Its excellent crash energy absorption and formability performance render it a suitable structural component,and it has been successfully tested and verified on a typical complex ultrahigh-strength steel skeleton structure.

气膜孔堵塞对凹槽叶顶冷却传热性能的影响

采用数值方法,研究了燃气透平叶片气膜孔堵塞条件下凹槽叶顶的冷却传热性能,获得了3种吹风比M=0.5, 1.0, 1.5和不同堵塞比B=0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8条件下的凹槽叶顶的气膜冷却效率和传热系数分布。研究表明:气膜孔堵塞会导致凹槽叶顶气膜冷却性能下降、热负荷升高,堵塞比越大,凹槽叶顶的冷却传热性能越差。气膜孔堵塞显著改变了叶顶区域的流场结构,加剧冷气的抬升效应,导致冷气过早离开凹槽。吹风比是影响堵塞工况下凹槽叶顶冷却传热性能的重要因素,吹风比为1.0、堵塞比为0.8时,凹槽叶顶的面积平均气膜冷却效率相比于未堵塞时下降了64.88%、传热系数上升了13.01%。减小吹风比可以改善小堵塞比工况下的叶顶气膜冷却性能,吹风比为0.5、堵塞比为0.4时,叶顶平均气膜冷却效率仅下降了6.82%,但小吹风比会导致大堵塞比工况下的气膜冷却性能恶化严重,吹风比为0.5、堵塞比为0.8时,平均气膜冷却效率下降了82.09%。增大吹风比,可改善大堵塞比工况下的叶顶气膜冷却性能,吹风比为1.5、堵塞比为0.8条件下叶顶平均气膜冷却效率下降了51.34%、传热系数上升了11.52%。

深小孔电解加工阴极侧壁绝缘层制备及试验

航空发动机零部件中存在大量深小孔,不仅孔径小、深径比大,而且要求孔表面没有再铸层,这些特点给孔的加工带来了很多困难。电解加工是一种有效的加工方法,针对大深径比小孔电解加工所用的阴极侧壁绝缘层制备困难,且使用过程中容易损坏的问题,尝试了多种材料、多种方式的绝缘层制备方法,并对其在加工过程中的性能稳定性进行了试验研究,最终提出了一种基于弹性石英毛细管的新型多层复合绝缘层制备方法,并借助该方法制作管阴极,在不锈钢材料上成功加工出直径1.1 mm、深径比达181的深小孔。

螺纹钢轧线开发Φ65 mm圆钢的思考

通过对螺纹钢轧线开发Φ65 mm圆钢所需要的设备、技术条件进行分析,并采用Q235B钢坯对轧制Φ65 mm圆钢各项技术条件进行验证,提出了基于螺纹钢轧线开发Φ70 mm以内圆钢的改进措施,为螺纹钢轧线开展经济型改造提供借鉴。

电器分线箱手持激光焊气孔抑制工艺研究

针对2mm不锈钢电器分线箱手持激光焊气孔率高达4%的现象,分析了气孔产生的原因,通过一系列焊接工艺试验,确定了采用脉冲激光焊接、控制装配间隙≤0.1mm、优化激光功率为1400W左右、降低气体流量为18L/min、增加摆宽3mm、摆幅30Hz的焊接工艺,可有效抑制电器分线箱对接焊缝和外角立焊焊缝气孔的产生。

高品质大深径比微孔电火花加工研究现状

针对大深径比深微孔加工面临单一维度下大深径比高导致的排屑难等问题,综述了利用电火花技术加工深微孔的方法及演变。从工具电极的结构设计、运动规划和能场辅助方式等常用方法论述了目前电火花加工深微孔现状,同时介绍了提升深微孔加工表面质量的主要方法,最后探讨了当前电火花加工深微孔面临的瓶颈及未来发展趋势。

滨海深厚填石区超长大直径灌注桩施工技术研究

填海造陆区常存在含量高、粒径大的深厚填石层,给长大直径灌注桩施工带来技术难题。某工程填石层厚17.3m,采用桩径1.5m、最大桩长88m的灌注桩施工,经研究采用“冲击钻+旋挖钻”接力成孔技术及旋挖钻机填石层防卡钻装置。通过正交试验,确定泥浆调配关键原料配合比和CMC护壁泥浆最佳质量配合比。优选矿物掺合料、外加剂,确定了混凝土最优配合比,提高混凝土耐久性、工作性、保塑性。

锰硫比对热轧边部翘皮及孔洞缺陷的影响

低熔点FeS在晶界析出,大大降低树枝晶的晶界高温强度和高温塑性,恶化材料性能,发生热脆现象。通过增加锰硫比(Mn/S),可以减少低熔点FeS析出,改善钢材高温强度和塑性。本文利用扫描电子显微镜和能谱仪等设备分析了低碳钢热轧边部翘皮和热轧Q235B的孔洞缺陷微观组织,统计了缺陷宏观发生率,系统研究了Mn/S对热轧缺陷的影响。结果表明,在Q235B热轧孔洞缺陷内只发现硫化物夹杂物,且宏观缺陷发生率随Mn/S增加而降低,当Mn/S<15时,缺陷发生率急剧增加;Mn/S>20时,孔洞发生率降至0.1%。而低碳钢SPHC热轧边部翘皮缺陷组织内只发现氧化铁,未发现夹杂物,且缺陷发生率随着Mn/S增加而降低,当Mn/S<15时,边部翘皮发生率达31.7%;当Mn/S>20,边部翘皮发生率降至0.5%以内。综合Mn/S对两种钢缺陷的影响,得到当Mn/S>20以上时,Q235B钢热轧孔洞和低碳钢SPHC的热轧边部翘皮缺陷均显著降低,热卷质量得到明显改善。

具有压接功能高纵横比盲孔的PCB工艺开发

主要介绍了高纵横比金属化盲孔实现器件压接功能的产品工艺开发。通过金属化盲孔压合后电荷耦合器件(CCD)控深钻孔的工艺,控制同一个孔前、后两次钻孔的对位精度,使金属化盲孔满足压接信号模组器件的设计要求,解决了传统压接孔设计只能是通孔而无法实现金属化盲孔压接的技术难题。

新型高纵横比通孔镀铜整平剂研究

印制电路板是电子工业的重要部件之一,广泛地应用在社会生活的方方面面。随着电子信息技术的发展,电子产品与设备不断轻薄化、小型化、集成化。作为电子元器件的载体,电路板设计和制造也朝着高密度互连、小孔化技术的方向快速发展。通孔作为连接层与层之间的导通孔,逐渐成为实现层间互连的核心技术。但是高厚径比通孔的电镀工艺往往存在电流密度分布不均、孔内镀液传质不佳等现象,导致镀层均匀性及铜层结晶质量变差现象产生,无法满足客户端的需求。如何解决高厚径比的微通孔镀铜是电镀领域的一个技术难题,具有重要研究意义及实际应用价值。整平剂是镀铜整平剂体系中很重要的物质,其含量较低,对孔内的低电流密度区域影响不大。目前针对高厚径比通孔电镀整平剂研究较少,且市面上使用较为广泛的镀铜整平剂被国外大公司垄断。因此,急需研发一种高厚径比通孔电镀方法,有效改善线路板表面与孔内镀层均匀性,提升通孔深镀能力,从而打破技术垄断,突破“卡脖子”难题,促进我国印制电路板产业的发展。

粉细砂地层水平定向钻最佳泥浆配比试验研究

基于肇庆市高要区管网增扩建改造项目,针对水平定向钻施工在细砂层地质条件下容易塌孔的问题,通过室内试验确定适用的泥浆最佳配比,并通过土样浸泡试验进行验证。结果表明:膨润土及羧甲基纤维素钠掺量对泥浆性能影响最大;纯钙基膨润土泥浆由于静置后水土分离严重,其流变性、黏度、造浆性均较差,无法直接应用于实际工程;适用于肇庆地区粉细砂地层的泥浆最佳配比为水∶钙基膨润土∶羧甲基纤维素钠∶聚丙烯酰胺∶纯碱=1 000.00∶70.00∶2.00∶0.01∶2.00;经室内浸泡试验和现场应用验证,该配比的泥浆性能最优且经济性较好,可解决施工过程中的塌孔难题。

基于深度学习的TC32钛合金BTA深孔钻削容屑系数和切屑形态研究

在钛合金深孔钻削过程中,由于其难加工性经常会存在刀具磨损严重、排屑困难和内孔表面质量差等问题。为了获得具有良好内孔表面质量和切屑形态的钛合金深孔类零件,以新型钛合金TC32为研究对象,在不同工艺参数下基于深度学习和BP神经网络进行了TC32钛合金的容屑系数预测和加工试验验证。研究结果表明:预测模型的决定系数R 2为0.921,拟合程度和精度较高,预测性能良好;当进给量为0.08 mm/r、主轴转速为435 r/min时容屑系数为5.6,切屑形态以C形屑和短带状屑为主,排屑顺畅且加工过程稳定。

基于邻居重叠比与结构洞的影响力最大化算法

影响力最大化是社交网络研究领域备受瞩目的问题之一,其目的是通过选择少量种子节点,尽量将影响力的传播范围最大化。传统的启发式算法往往只关注节点的单一特征,忽略了多个网络中心性指标的结合,受网络结构的影响较大,且容易导致“富人俱乐部”现象。为此,提出一种基于邻居重叠比与结构洞的影响力最大化算法ORSH,通过邻居重叠比和结构洞性质两个指标衡量一个节点是否拥有成为种子节点的特征。在6个真实网络数据集中进行实验,发现该算法的影响传播范围相较基于节点覆盖范围与结构洞的NCSH算法平均提高了5.4%,表明ORSH算法能有效选取最有影响力的节点。