弹−塑性基础边界两侧采空(留煤柱)基本顶板结构初次破断特征

为了研究两侧采空留煤柱工程条件下基本顶板结构的断裂位态及工程指导意义,构建考虑实体煤弹塑性变形与两侧煤柱宽度及支撑能力弱化的基本顶板结构双塑化基础边界力学模型,基于有限差分算法与主弯矩破断准则系统计算了在非对称煤柱区和长边实体煤区的断裂线形态、区位属性及整体位态特征,并从7个层面、横纵向4对区域与传统模型对比,阐明新模型所得新结论及工程意义。结论如下:(1)两侧非对称煤柱参数对长边实体煤区域的基本顶主弯矩及破断位置影响小,但分别显著影响煤柱区的主弯矩大小、位置及断裂形态。两侧煤柱区(较强/宽煤柱区+较弱/窄煤柱区)基本顶断裂线形态有3类演化模式,随基本顶厚度及弹模增大而煤柱宽度、支撑能力及悬顶跨度减小,其变化规律为:非对称的“连续单弧形+连续单弧形”→“连续单弧形+开口间断双短弧形”→非对称的“开口间断双短弧形+开口间断双短弧形”。(2)长边实体煤区基本顶的断裂线主要有3类区位属性,随基本顶厚度及弹模增大而实体煤的塑性区宽度、塑化程度及悬顶跨度减小,其演变规律为:断裂线在塑性煤体区(C-S式)→弹塑性煤体分界区(C-TS式)→弹性煤体区(C-T式);(3)考虑断裂线区位属性,随基本顶厚度和弹模增大而煤柱宽度、支撑能力及悬顶跨度减小的基本顶全区域破断模式及演变规律为:C-S式的■→C-TS式的■→C-T式的■→C-T式的■→C-T式的■。针对研究两侧采空(煤柱)基本顶板结构破断的3类力学模型,从7个层面对比了3类模型的重要区别,从横向4个区域(开采区域的前方与后方、两侧煤柱区)与纵向4个区域(非对称遗留煤柱下伏、下伏开采空间出/进煤柱/体)阐明了其重要工程作用。

风电叶片用拉挤板应用现状及发展趋势

本文介绍了风电叶片用拉挤板的国内外研究发展历程及现状,共涉及五种不同材料体系的拉挤板,分别为碳纤维拉挤板、玻纤拉挤板、碳玻混拉挤板、免脱模布拉挤板及聚氨酯拉挤板。分析了拉挤板相比较于传统的真空灌注、预浸料复合材料的应用优势和面临的挑战。结合目前应用现状,针对各种材料体系的拉挤板分别提出了未来重点关注方向和发展趋势:玻纤拉挤板因其低成本的优势,在未来陆上风电叶片中仍会占据主流,并将向更高模量及更低成本的方向发展;随着海上风电的发展及碳丝国产化进程加速,碳纤维拉挤板将会有更广阔的应用前景;碳玻混拉挤板、免脱模布拉挤板及聚氨酯体系拉挤板减重或降本优势明显,但仍需进一步开展应用研究。

同轴空间相机铝蜂窝夹层主承力板设计

为某型号同轴空间相机设计了具有铝蜂窝夹层结构的轻量化主承力板。从加固结构和预埋件两方面改良传统蜂窝夹层,上下碳纤维面板选用M40J,铺层方式为[0°/45°/90°/-45°]s,铝蜂窝芯子规格为3×0.05mm,主承力板设计重量为3.98kg。采用基于正交各向异性实体单元的蜂窝夹层结构等效建模方法,将铝蜂窝芯子等效为“中间层”,仿真分析结果表明,主要空间工况下主次镜间的相对位移不超过9.904μm,相对转角不超过4.708″,对应相机调制传递函数最小值为0.252,较设计值仅下降约2%,整机基频达到94.4Hz,相机动、静力学特性能够满足可见光波段遥感器设计要求。

某1000MW机组主蒸汽-高旁管道振动测试及分析

针对某1000 MW火电机组的主蒸汽-高旁管道振动问题,采用三向振动传感器对高旁管道、主蒸汽管道及附属支吊架根部、格栅板、格栅板支撑钢梁结构进行详细的现场测试,并对测试信号进行时域及频域分析。结果显示,整个系统的振动频率一致,最大振动区域位于高旁阀附近管段,从而明确振源并推导出清晰的振动传导链,同时发现该管道振动特有的频率特征,完全有别于常规汽水管道的宽频振动情况,为后续振动处理指明方向。

风电叶片玻璃纤维拉挤板主梁生产过程回流树脂对产品性能影响的试验研究

随着叶片设计技术的突破,玻璃纤维拉挤板主梁替代传统玻璃纤维布主梁在大型陆上和超大型海上叶片中应用。玻纤拉挤板生产过程中,浸胶工艺和预成型之间存在树脂回流现象,为验证回流拉挤树脂对玻璃纤维拉挤板性能的影响,研究树脂理化性能变化和玻璃纤维拉挤板本体结合性能。结果表明,回流树脂较新树脂黏度大、凝胶时间较新树脂凝胶时间短,加入新树脂后,黏度降低,凝胶时间延长,并不影响使用;此外,虽然回流树脂的理化性能较新树脂有变化,但其拉挤板本体结合性能与新树脂拉挤板的本体结合性能持平,未见降低,可满足生产应用。

一种主螺栓孔清洗装置的研制

提出一种主螺栓孔清洗装置的研制方案和系统构成,对该清洗装置的基本功能及关键技术进行了理论研究。对清洗装置的行走状态,以及清洗组件和定位干燥组件升降模组进行了分析,分析结果表明,该装置可正常行走且不打滑、可完成升降模组的升降操作。提出一种新型自适应定位系统,该清洗装置通过接近开关感应清洗位置实现粗定位,再利用定位干燥筒的导向定位段实现精定位;支架组件始终提供一个径向拉力,车架组件受拉力有向中移动的趋势,但由于侧轮作用将始终与法兰外圆贴紧,从而实现清洗装置的完全定位。对精定位后的误差进行了分析,清洗组件轴线偏差不超过0.3453mm,满足要求。提出利用弹簧片对清洗刷进行限位和复位的方法,并对其设计参数进行仿真优化分析,结果表明,当弹簧片厚度取0.4mm时可有效清洗螺孔。

主变压器噪声特性分析及复合隔声结构设计

超高压变电站的主变压器的噪声影响已引起广泛关注。以某典型化设计的500kV变电站A的主变压器为例,进行了现场测试,得到其主变压器噪声能量主要集中在中低频范围内,且具备明显的线谱噪声特征。针对该噪声特点,提出了一种内插微穿孔板的双层带孔板型声学超材料的复合隔声结构。使用传递矩阵理论对该复合结构进行了分析,并在阻抗管中进行了实验验证。实验结果表明:该复合隔声结构具备针对性隔声要求,理论与实验传递损失曲线基本吻合。

单线小曲线切翼缘简支箱梁施工技术研究

主要研究了在高铁车站出站口变线处及其他特殊周边环境下曲线半径过小导致梁缝的宽度过大不能保证线路的平顺性,以及由于桥梁景观的要求而进行的箱梁特殊设计及施工的问题。分析了在曲线半径过小的情况下,桥梁设计中的处理原则和方法,以及在预制过程中模板设计的要点、支座板的位置、接地端地的位置、接触网及下锚拉线的位置、桥面无砟轨道预埋套筒的位置、钢筋尺寸、张拉力的变化等质量控制要点。

银西铁路银川机场黄河桥主墩钢板围堰内力分析研究

文中采用MIDAS软件和理论计算相结合的方法,对银西铁路银川机场黄河桥主墩钢板围堰内力进行分析研究,考虑了两种工况(吸泥工况、抽水工况)下钢板桩受力情况,并对圈梁、内支撑以及封底混凝土内力进行了分析计算。计算结果表明:圈梁最大正应力为164.1 MPa、最大剪应力60.2 MPa、最大挠度12 mm;内支撑计算结果均小于170 MPa;封底混凝土所受最大拉应力为0.38 MPa;以上计算结果均满足设计要求。可为类似工程结构优化设计和施工控制提供依据和借鉴。

欧洲篮球与世界竞技篮球主流板块迁移

以第15届世锦赛欧洲篮球取得辉煌的成绩为视角,从世界竞技篮球主流板块的迁移入手对欧洲篮球腾飞的原因和世界篮球运动发展趋势作了分析和阐述。

青藏高原东北部天然地震探测与岩石圈深部特征

为了研究青藏高原东北部块体构造变形的深部驱动机制 ,笔者对青藏高原东北部的天然地震观测数据进行地震层析反演 ,并结合同一剖面的接收函数及各向异性结果进行讨论。介绍了ACH方法的基本原理 ,论述了由于印度板块向北俯冲的强大的持续作用力 ,造就了NE向俯冲到柴达木盆地之下的昆仑造山带 ,并发现在巴颜喀拉地体下方壳幔内的仰冲活动。壳幔内的低速体十分显著地出现在阿尼玛卿缝合线以北 ,深度可达 30 0km。推断该低速体可能与昆仑断裂在深层的剪切作用有关。深部资料显示该区莫霍界面由北向南逐渐加深 ,这与青藏高原东北部的岩石圈减薄现象一致 ,而且与印度板块向北运动的远程效应有关。另外 ,地震层析结果及各向异性分析也支持青藏高原东北部主应力方向转为NE向的观点。

光刻机主基板的动态特性分析及优化

利用有限元分析理论和模态分析理论,分析了高分辨光刻机主基板的动态特性,分析结果表明主基板结构设计合理。结合模态试验,验证了主基板有限元模型的正确性。利用该有限元模型,进行了灵敏度分析,还进一步实现了主基板结构的优化设计。

长壁工作面采场围岩铰接薄板组力学模型研究

针对长壁工作面顶板垮落具有局部、分段、迁移的时空特征, 将长壁工作面采场顶板划分成若干个相互铰接的薄板, 建立了薄板组力学模型. 利用弹性力学薄板理论和数值方法分析了几种支承条件下薄板的应力和挠度分布, 并研究其垮落条件. 从理论上解释了沿工作面方向顶板垮落及其来压特征, 在工程上得到了很好的验证.

乙内酰脲体系无氰电镀镉工艺

目的开发一种新型的无氰镀镉工艺,替代传统的氰化镀镉。方法以海因和柠檬酸为主、辅络合剂,通过选用光亮剂和表面活性剂获得无氰镀镉工艺配方,优化pH值、电流密度和温度等工艺参数。按规定的方法测试镀液的分散能力、深镀能力。利用SEM、三维显微镜观察镀层的微观形貌,通过极化曲线和循环伏安曲线讨论镀液的极化度和成膜机理,利用塔尔菲尔曲线和点滴实验测试其耐蚀性。结果镉电沉积是通过"成核/生长"机理进行的,乙内酰脲体系无氰镀镉双络合剂协同作用明显,镀液极化能力强。与氰化镀镉相比,该工艺电流效率提高20%,沉积速率提高30%,分散能力可达89%以上,镀液深镀能力和镀层结合力检验合格,镀层表面光亮细致,钝化膜彩虹色明显。无氰镀镉层耐蚀性优于氰化镀镉层,与氰化镀镉钝化层相比,钝化封闭后,自腐蚀电流密度降低至之前的1/15,耐蚀性显著提高。结论该配方及工艺条件为:硫酸镉30～50 g/L,硫酸钠60～100 g/L,乙内酰脲60～70 g/L,柠檬酸20～40 g/L,光亮剂1～3 g/L,表面活性剂1～3g/L,pH=5～6,温度15～35℃。镀液镀层各项性能优越,完全可以替代氰化镀镉工艺用于我国飞机和航空发动机钢结构的防护。

一侧采空(煤柱)弹性基础边界基本顶薄板初次破断

建立长壁工作面,一侧采空(煤柱)、三边弹性基础边界基本顶薄板结构力学模型,运用有限差分法计算并研究了基本顶主弯矩分布特征及破断规律。得到:基本顶的起始破断位置为长边偏煤柱侧深入煤壁上表面(基本顶的弹性模量E、厚度h较小,弹性基础系数k较大时)或中部偏煤柱侧下表面(E,h较大,k较小时);煤柱的宽度Lm及支撑系数k_m变化时基本顶长边区,实体煤侧短边区以及中部区的主弯矩极值几乎不改变,但是煤柱区基本顶主弯矩极值变化显著、即显著影响煤柱侧基本顶的破断形式及基本顶整体的破断形态;由于考虑煤柱支撑的作用,当h,E较小,L_m,k_m较大时,基本顶深入煤柱区的上表面会发生破断,此种条件下基本顶的破断顺序为:长边深入煤壁上表面→中部下表面或实体煤侧短边深入煤壁上表面→煤柱区上表面,最终破断形态为非对称"O-X"型;h,E较大,L_m,k_m较小时煤柱区基本顶的上表面不破断,此种条件下基本顶的破断顺序为:中部下表面→长边深入煤壁上表面→实体煤侧短边深入煤壁上表面,最终破断形态为"U-X"型。

长边两侧采空(煤柱)弹性基础边界基本顶薄板初次破断

建立长边两侧采空(煤柱)与短边两侧弹性基础边界基本顶板结构力学模型,根据薄板主弯矩破断准则并结合偏微分方程有限差分算法计算研究了基本顶破断的影响因素及权重关系。得到:(1) _(c1)与_(c2)煤柱的支撑系数k_(c1),k_(c2)及宽度L_(c1),L_(c2)不仅显著影响基本顶在两侧煤柱区的主弯矩大小及位置且显著影响短边区及中部区主弯矩大小及位置;(2)基本顶的弹性模量E与厚度h越大,短边实体区及两侧煤柱区的基本顶断裂线深入煤体距离越大; L_(c1),L_(c2)越大,k_(c1),k_(c2)越小,煤柱区断裂线深入煤柱距离越大;(3) L_(c1),k_(c1),L_(c2)及k_(c2)较小而E,h较大时,基本顶在_(c1)与_(c2)煤柱区均不断裂,最终断裂形态为非对称"||-X"型;(4) L_(c2)及k_(c2)较大而h,E,L_(c1)及k_(c1)较小时,基本顶在_(c1)煤柱区(较弱煤柱)不断裂而在_(c2)煤柱区(较强煤柱)会断裂,最终断裂形态为非对称"C-X"型;(5)两侧煤柱支撑系数及宽度均较大而E,h较小时,断裂形态为非对称横"O-X"型;(6) k,k_(c1),k_(c2),E及h均改变而比值k/(Eh3)不变时(其中,比值k/k_(c1)与比值k/k_(c2)也不变),主弯矩大小不变且初次破断位置不变。

主厂房空间框架中考虑楼板作用的有限元分析

建立了一套在空间框架中考虑楼板刚度的有限元计算模型,使用该模型分析比较了平面框架、不考虑楼板的空间框架和考虑楼板作用的空间框架三种情况下梁、柱内力的差别,从而论证楼板及框架的空间效应。将有限元模型计算所得的楼板内力分布与常规设计计算方法所得结果进行比较,得出考虑空间框架与楼板联合作用后对楼板设计的影响。

基本顶弹性基础边界薄板模型分析(Ⅱ)——周期破断

建立弹性基础边界基本顶薄板周期破断力学模型,采用有限差分理论,研究了基本顶厚度h、弹性模量E、边界弹性基础系数k以及k与h,E的比值关系对基本顶主弯矩与周期破断规律的影响,得出,E,h增大时,推进方向长边深入煤壁区及短边深入煤壁区绝对值最大主弯矩M_c与M_d、悬顶区后侧的最大主弯矩M_b均增大,M_d的增长幅度最大;k增大时,M_c,M_b,M_d均减小,M_d的减小幅度最大;依据主弯矩破断准则可得:E,h悬顶长度a_1较大或k较小时短边深入煤壁区上表面先破断,反之推进方向长边深入煤壁区上表面先破断;比值k/E或k/h^3不变时主弯矩M_c,M_b,M_d不变,起始破断位置不变。弹性基础边界基本顶周期破断类型为:(1)长边上表面→短边上表面→悬顶区后侧下表面;(2)短边上表面→长边上表面→悬顶区后侧下表面。

考虑煤体弹-塑性变形的基本顶板初次破断结构特征

建立考虑煤体弹-塑性变形的基本顶板结构初次破断力学模型,依据有限差分原理和主弯矩破断准则,系统计算研究了弹-塑性基础边界基本顶板结构初次破断位置、破断顺序以及全区域破断形态特征的影响因素及权重关系,并阐述了该力学模型的工程意义,得到:①基本顶厚度h、弹性模量E较大,而弹性煤体基础系数kt及悬顶跨度较小时,基本顶的破断位置及顺序为:开采悬顶区中部下表面→深入未塑化的弹性煤体区上表面→短边深入未塑化的弹性煤体区上表面,在弹性煤体区上覆形成“O”型断裂圈;反之,基本顶的破断位置及顺序为:深入塑化煤体区上表面→开采悬顶区中部下表面→短边深入塑化煤体区上表面,在塑化煤体区上覆形成“O”型断裂圈,最终均形成“O-X”型破断形态;②煤体塑化范围b0及塑化程度增大时,基本顶断裂线深入煤体的距离与基本顶各个区域的主弯矩绝对值均增大,即基本顶悬顶跨度会减小;③b0及浅部塑化煤体基础系数k0较大时,基本顶的破断位置及顺序为:开采悬顶区中部下表面→长边深入塑化煤体区上表面→短边深入塑化煤体区上表面,在塑化煤体区上覆形成“O”型断裂圈;b0,k0较小时,基本顶的破断位置及顺序为:长边深入弹性煤体区上表面→开采悬顶区中部下表面→短边深入弹性煤体区上表面,在弹性煤体区上覆形成“O”型断裂圈,最终均形成“O-X”型破断形态;④k0与kt为任意比值不变且kt与h3为任意比值不变时,基本顶的主弯矩大小、位置及破断规律不变。

充填采煤弹性基础边界基本顶薄板破断规律

建立充填开采基本顶弹性基础边界弹性地基薄板力学模型,依据差分理论及主弯矩破断准则,研究充填体弹性地基系数kf、基本顶厚度h、弹性模量E及边界弹性基础系数k_m对基本顶主弯矩及破断规律的影响,得出:(1)k_f增大时,短边、长边超前煤壁区及充填区中点绝对值最大主弯矩M_b,M_d,M_o均减小,M_o降低幅度最大,M_b深入煤壁距离b增大;(2)E或h减小时,M_b,M_d,M_o及b减小;(3)k_m增大时,b减小,M_b,M_d,M_o均增大;(4)充填区基本顶主弯矩存在分化效应:kf越大或h,E越小,充填区最大主弯矩逐步向周边转移,非中点区主弯矩逐渐大于M_o,k_m对分化效应的影响甚微。充填条件下基本顶主弯矩大于极限弯矩时,起始破断位置为长边深入煤壁上表面或中部下表面。当kf较小、充实率较低且上覆载荷较大时,基本顶断裂类型有:(1)长边上表面→短边上表面→中部下表面;(2)长边上表面→中部下表面→短边上表面;(3)中部下表面→长边上表面→短边上表面。