分形粗糙面的主轴承弹流脂润滑分析

为探究弹性流体动压润滑(弹流润滑)状态下RV减速器主轴承接触表面之间的润滑特性,基于润滑脂的非牛顿特性以及粗糙表面分形理论,提出一种主轴承的点接触弹流脂润滑数值模型。首先,对该模型进行数值求解,得到脂膜压力、脂膜厚度的分布规律;然后,将其分别与其他点接触弹流润滑模型的数值结果和实验结果进行对比,验证了所建模型的正确性;最后,分析了主轴承表面光滑和粗糙状态下流变指数、分形维数、卷吸速度、载荷和润滑脂黏度对润滑性能的影响。结果表明:润滑脂的非牛顿性越明显,脂膜厚度越小且颈缩现象愈加不明显,接触区附近脂膜压力越符合赫兹压力分布,二次压力峰逐渐消失;考虑主轴承分形粗糙表面的弹流润滑特征更切合实际,增大分形维数,接触区真实接触面积增大,有利于降低脂膜压力,增加脂膜厚度;卷吸速度、载荷和润滑脂黏度对脂膜厚度分布的影响显著,对脂膜压力分布的影响较小;脂膜厚度以及最小膜厚越大,主轴承接触区脂膜不易破坏且越容易形成动压润滑。

非均厚“弓形”巨厚关键层动静载作用机制

巨厚关键层破裂运动是诱发矿山动力灾害的重要因素,探究其厚度变化对采动应力分布及破裂动载的影响,对明确巨厚关键层采场动、静载来源及冲击矿压孕育机制具有重要意义,是冲击矿压风险预测及灾害防控的理论基础。以陕西彬长矿区某矿非均厚“弓形”巨厚关键层为研究对象,综合理论分析与数值仿真计算,剖析了巨厚关键层“弓形”形态下伏煤岩体采动应力异常集中的力学原理,探明了“弓形”形态对巨厚关键层破裂特征的影响规律,揭示了“弓形”形态下伏区域动静载叠加致灾机制,据此提出了“弓形”巨厚关键层破裂致灾风险预测方法。结果表明,“弓形”巨厚关键层底部凸起导致下伏煤岩体垂直应力异常集中,相较于均匀厚度巨厚关键层,该区域煤岩体垂直应力额外增加22.1 MPa,增幅比例高达56%,此为下伏煤岩体高静载形成的根本原因。同时,伴随着开采范围的扩大以及非均厚“弓形”巨厚关键层运动,造成其底部内凹拐角区出现显著的高应力集中现象,导致该区域岩石发生破裂及弹性能快速释放,此为强动载形成主要原因。在上述非均厚“弓形”巨厚关键层动静载叠加作用下,煤柱大巷区域极易出现冲击矿压。基于此,准确识别并定位了非均厚“弓形”巨厚关键层影响下采动覆岩动载形成来源及发生区位,结合巨厚关键层分布式光纤原位监测结果,以光纤断裂高度为监测指标,验证了巨厚关键层破裂及动载荷形成之间的内在联系。

非圆形隧洞衬砌支护下应力与位移的新解法

以往在利用平面弹性复变函数方法进行衬砌支护作用下非圆形隧洞的力学分析时,一般将洞室外域保角映射到象平面的单位圆外域,并认为可以利用同一个映射函数将衬砌截面映射到象平面的圆环域内。当衬砌厚度很薄时,这种方法是可行的,而当衬砌相对较厚时,利用同一映射函数所得到的衬砌截面形状发生严重失真。为解决此问题,本文引入两套映射函数,分别将洞室外域映射到象平面的单位圆的圆外域,衬砌截面映射到圆环域。这种方法可以适应于不同的衬砌厚度,利用这种方式获得的衬砌截面,在衬砌较厚时仍能保证衬砌厚度相对均匀。在求解解析函数过程中不再采用传统的幂级数解法,而是使用边界配点法,将两套映射函数结合,获得了该问题的应力解和位移解。本文以马蹄形隧洞为例,求解结果与ANSYS软件所得数值解吻合很好,分析了衬砌厚度对隧洞应力和位移的影响。根据本文解答可以方便、快捷地进行相近条件下隧道的初步设计。

糯粳高粱理化性质及小分子代谢物差异分析

该研究以2种糯高粱和2种粳高粱为研究对象,分析比较其籽粒外观颜色、果皮厚度、淀粉结构和小分子代谢物方面的差异。结果表明,2种糯高粱籽粒呈红色,2种粳高粱籽粒呈白色。糯高粱的果皮(果皮层和种皮层)厚度(49.35~78.16μm)显著高于粳高粱(33.39~49.03μm)(P<0.05)。糯高粱的淀粉颗粒主要呈卵圆形且排列疏松,而粳高粱的淀粉颗粒多为不规则且排列紧密。不同高粱品种之间的小分子代谢物组分存在显著差异,鉴定出糯高粱的标志性代谢为物儿茶素,粳高粱的标志性代谢物为5-羟基吲哚-3-乙酸。该研究揭示了糯高粱和粳高粱在果皮厚度、淀粉形态和小分子代谢物方面存在显著差异,有助于区分不同高粱品种,为解析酒粮关系奠定基础。

基于激光位移传感器的厚度测量校准系统设计及应用

为了提高钢板厚度校准的精度和安全性,针对传统接触式测厚仪精度低和射线类测厚仪存在辐射风险的问题,设计了一种基于激光位移传感器的差分非接触厚度测量校准系统。该系统采用差分测量结构,将激光位移传感器分别放置在待测钢板的顶部和底部,通过对传感器数据的采样和计算,实现钢板厚度的准确测量。硬件电路方面采用了STM32核心芯片进行设计,系统软件部分进行了相应的优化设计。试验后,系统重复性精度可达±0.1%,测量允许误差优于±0.05%,同时测量漂移控制在钢板厚度的±0.1%范围内。该系统不仅显著提高了测量精度,同时有效降低了测量过程中的安全风险,在钢板生产和加工领域具有重要的指导意义和应用价值。

核电蒸汽发生器关键特厚管板锻件锻造成形方法

管板作为核电蒸汽发生器内的核心锻件,在形状和尺寸上具有直径大、厚度厚的特点,其检验技术要求高,制造难度大,且周期较长。本文对厚度大于500 mm的蒸汽发生器管板进行解剖,分析了不同部位的性能均匀性。试验表明,在ASME标准范围内将Ni质量分数控制在0.90%以上,有利于提高材料的低温韧性。通过闭式模具锻造,提高热处理淬火冷却速率,使得管板中心无塑性转变温度可达-26℃以下,远低于-15℃传统的技术指标,验证了特厚管板的冶炼、锻造及热处理工艺,为提高特厚管板性能指标提供理论和工程实践支撑。

退火工艺下轧制差厚板非均匀温度场研究

轧制差厚钢板具有连续变化的厚度特性,因此在退火工艺下不同厚度区域的温度变化路径存在显著差异。这种差异改变了轧制差厚钢板的微观组织及力学性能,进而直接影响其后续成形及服役性能。为掌握退火工艺下轧制差厚钢板具有的性能差异化特性及产生内因,需要对轧制差厚钢板热处理过程中的温度分布及规律进行系统研究。研究所用轧制差厚钢板的几何特征为:薄区、过渡区及厚区纵向长度均为50 mm;薄区厚度1 mm,厚区为1.5 mm,差厚比1.5,过渡区厚度连续变化且无突变。建立了同步考虑轧制差厚钢板厚度连续变化特性及综合传热形式的温度场非稳态理论模型,并通过实验方法验证理论模型准确性。结果表明,在预设退火温度780℃的升温历程中,以薄区达到临界温度的时间(75 s)为测温终点,各厚区最高温度为779.3℃;最高温差135.1℃,整体呈现先增后减的趋势;最大升温速率为21.9℃/s,之后各区域升温速率逐步递减且在到达37 s时各厚区升温速率的高低顺序发生转变。研究通过分析轧制差厚钢板随时间变化的温度分布态势与其内在规律,以期为轧制差厚钢板热处理后的性能差异化预测提供理论基础及有效方法。

不同温度下6061特厚铝板厚向拉伸性能研究

在20~250℃下,对厚度为212 mm的6061铝合金板进行了拉伸试验,研究了温度和厚度对6061铝合金拉伸性能的影响。研究结果表明,板材的强度沿厚度方向呈线性递减变化规律,表明其沿厚度方向存在不均匀性特征,但取样方向和温度对厚向强度的非均匀分布程度影响很小;在20~250℃下,6061铝合金拉伸性能对温度的敏感性高,在150和250℃下,抗拉强度和屈服强度与20℃下相比分别下降了18%和45%;在相同温度下,6061铝合金沿厚度方向的伸长率基本没有变化,但随着温度的增加,其伸长率有明显增大的趋势,且在150℃下,伸长率增大至20℃的80%左右。采用线性拟合方法构建了6061铝合金强度的“温度-距离”双参数评价模型。

地层厚度非均匀性对基坑支护结构稳定性的影响分析

文中通过建立基坑支护结构仿真模型,模拟分析均匀和非均匀条件下基坑桩体水平位移、弯矩以及桩后土方压力随桩深增加的变化规律。结果表明,桩体水平位移随着桩深的增加先保持不变后快速降低,桩顶的水平位移最大,桩端位移最小;桩体弯矩随着桩深的增加先增加(0~6 m)、后降低(6~8 m)、再基本维持不变;桩体桩周土压力随着桩深的增加而不断增加。随着施工进度的不断推进,桩顶水平位移开始不断增加,但是桩端水平位移受到的影响不大;桩体的弯矩不断增加,桩周土的土压力不断降低。

星型-三角形负泊松比结构的面内压缩刚度可调控特性

通过准静态面内压缩试验揭示星型-三角形结构(star-triangular honeycomb, STH)的刚度可调控特性。利用有限元模拟的方法研究非均匀壁厚STH的面内压缩刚度可调控机制,分析不同类型胞壁厚度比(t_(1)=t_(3))/t_(2)及胞壁角对其面内压缩刚度的影响。结果表明,STH在面内压缩载荷下呈2个线弹性阶段,且强化刚度比初始刚度显著增大。适当地增大内凹胞壁和垂直胞壁的厚度可同时提高STH的初始刚度及强化刚度;当(t_(1)=t_(3))/t_(2)>1.575后,初始刚度仍持续增大,而强化刚度反而逐渐减小,最终不再具有强化刚度阶段。胞壁角α≤30°时,增大胞壁角可提高STH的初始刚度及强化刚度,反之,初始刚度及强化刚度对应的应变随胞壁角的增大逐渐增大,而强化刚度逐渐减小并趋于消失。该研究将为可调节刚度负泊松比结构的设计提供新的思路。

高性能特厚板的研发

现有特厚板强度较低,低温韧性较差。研发了一种碳质量分数为0.065%的120 mm特厚钢板。研究了轧制加热温度和非再结晶区轧制总压下率对钢板奥氏体晶粒尺寸、显微组织和力学性能的影响。结果表明:在1200℃以下加热的钢板奥氏体晶粒长大不明显;在1250℃加热的钢板奥氏体晶粒平均尺寸为111μm,最大为295μm;随着非再结晶区轧制总压下率的增大,钢板铁素体增多,组织细化。通过控制加热温度和非再结晶区轧制总压下率试制的120 mm厚钢板屈服强度大于390 MPa,抗拉强度大于510 MPa,-60℃冲击吸收能量大于200 J,表面和表面以下50 mm处韧-脆转变温度低于-80℃。

一种方便工程应用的铝合金板非比例加载成形极限判据

在深入分析比例和非比例加载路径下板料达到成形极限时的厚度减薄率基础上,提出了一种基于厚度减薄率的成形极限判据。针对5086和6111T4两种铝合金板,通过拟合线性加载路径下不同应变比与厚度减薄率之间的关系曲线,绘制出成形极限厚度减薄率图,并预测了复杂加载路径下的成形极限图。结果表明,基于厚度减薄率的成形极限判据能够合理预测不同加载路径下成形极限曲线的移动方向。在一定的预应变范围内,成形极限厚度减薄率图不受加载路径的影响,但当超过这个范围时,成形极限厚度减薄率图仍然表现出对加载路径的依赖性。因此在工业生产中,成形极限厚度减薄率图适合作为加载路径中不包含大预应变的成形极限判据,否则仍需要考虑加载路径对成形极限的影响。

热轧板厚度对高牌号无取向硅钢磁性能的影响

基于高牌号无取向硅钢现场生产实验,将相同炉次的连铸板坯热轧至不同厚度(2.1,2.3,2.6 mm)的板卷,经常化均热工艺调控,获得晶粒较为均匀的常化板组织,再经85.7%~88.5%压下率冷轧,得到相同厚度(0.3 mm)的冷轧板,最终采用相同的退火工艺得到退火板;结合组织、织构和磁性能的相关检测分析,研究热轧板增厚对高牌号无取向硅钢产品磁性能的影响。结果表明:随高牌号无取向硅钢热轧板厚度的增加(在2.1~2.6 mm范围,即冷轧压下率降低),退火板组织中{111}晶粒占比提高,γ纤维织构强度逐渐增强,织构发生恶化;随热轧板厚度的增加,磁性能中铁损P_(1.0/400)线性增加,磁感强度B_(50)线性降低。热轧板厚度由2.1 mm增至2.3 mm时,P_(1.0/400)平均恶化0.20 W/kg,P_(1.5/50)平均恶化0.04 W/kg,B_(50)平均恶化0.005 T;热轧板厚度由2.3 mm增至2.6 mm时,P_(1.0/400)平均恶化0.24 W/kg,P_(1.5/50)平均恶化0.04 W/kg,B_(50)平均恶化0.009 T。

PCB板厚检测方法与应用

在印制电路板(PCB)制程中,为解决板厚对安装、加工及信号传输等多方面造成的影响,从人工到自动化检测,通过不同的检测机构,采用接触式光栅尺和非接触式激光及光谱共焦的原理,来完成不同制程的厚度检测工作。通过不同制程采用的各种机械结构和测量传感器,最终满足了压合制程、背钻制程及成品制程的不同需求。经过验证,测量数据稳定,效率更高,测量更加便捷,为PCB后制程的加工提供了更加准确的数据作为依据,可让产品质量得到更好的保障。

软土地区双线盾构下穿机场跑道沉降规律研究

研究目的:本文依托天津地铁Z2线下穿滨海机场工程,在考虑机场不停航的情况下,对软土地区双线盾构隧道下穿机场飞行区引起的跑道沉降进行分析,探究盾构埋深及深孔注浆圈厚度对跑道沉降的影响,以得到合适的盾构埋深及深孔注浆圈厚度,并深入分析其对跑道沉降影响的规律特性。研究结论:(1)增大盾构隧道覆土厚度和管片周围深孔注浆圈厚度能有效地减小跑道沉降及差异沉降率,但对沉降的减小效果并非随注浆圈厚度增加而愈加有效;(2)双线隧道开挖完成后,道面横向沉降曲线呈现“V”形沉降槽,由于前后线施工叠加效果,最大沉降位置偏向后施工隧道一侧;(3)同一埋深下,后线施工对跑道最大沉降的影响小于前线隧道对跑道沉降的影响,且随着注浆圈厚度的增加,后线施工对跑道沉降的影响越来越小;(4)随着双线隧道先后掘进,机场道面的差异沉降率呈现先增大、再减小的趋势,后趋于稳定;(5)本研究结论可为软土地区双线盾构下穿机场跑道类似工程中的盾构埋深及深孔注浆设计提供参考依据、施工指导。

注浆压力对非挤土管桩后注浆效果的影响研究

非挤土管桩后注浆浆液在桩-土间隙中流动效果及在土体中扩散效果直接关系到桩基摩阻力及极限承载力,为此本文建立了桩侧注浆液流动扩散数学模型,研究了注浆压力对注浆管中浆液流场、桩-土间隙中浆液流场、桩-土间隙中浆液浓度等的影响,分析了注浆过程中土体的应力分布特征及土体中浆液的扩散半径,得到了如下结论:随着注浆压力的增加,注浆管内和桩-土间隙内浆液最大速度、浆液在土层中的最大扩散半径,均呈现增加趋势;注浆压力超过一定值后,持续增加注浆压力,对注浆效果的提升有限;距离出浆口越远,注浆体的厚度越小;注浆压力越大,注浆体厚度越大、土层的最大应力也越大、桩体及土层的位移也越大。研究成果为工程实践中设计更加科学、合理的注浆技术方案提供了重要的理论基础。

非等厚不锈钢电阻点焊工艺

研究了非等厚不锈钢电阻点焊工艺,分析点焊接头质量、显微组织特征以及显微硬度分布规律。结果表明,采用硬规范形成的焊点外观质量合格、撕裂性能良好。显微组织分析表明,点焊熔核被晶粒细小的塑形环包围,熔核组织主要由发达的柱状晶和胞状晶组成。显微硬度测定表明,熔核区域的维氏硬度值基本一致,但与两侧母材存在一定的差异。

基于EN 45545-2:2020+A1:2023的材料厚度对垂直燃烧试验影响的研究(上)

为了研究EN 45545-2:2020+A1:2023 《铁路应用机车车辆防火第2部分:材料和零件的防火性能要求》中材料厚度对R26要求的垂直燃烧试验的影响,选用铁路车辆低功率电工电子产品使用的不同厚度的聚碳酸酯、聚酰胺和聚对苯二甲酸丁二醇酯3种非金属阻燃材料进行试验,采用UL94垂直燃烧试验(测试方法同R26要求的垂直燃烧试验)的判定方法确定试验结果。试验结果表明,随着样品厚度的增加,阻燃等级由V-2或V-1等级上升至V-0等级,厚度继续增加,维持V-0等级不变。原因有2种:一是材料的点燃时间随着厚度的增加而逐步增加;二是材料厚度越大,燃烧速率越慢。因此,若相同材料的部件在2个不同的厚度达到V-0阻燃等级,则更厚的部件也能达到V-0阻燃等级。此规律与EN45545-2:2020+A1:2023中4.2 (e)的规定不同,后者规定具有相同组成和密度的不同厚度的2个产品均满足防火要求时,则处于二者之间的所有厚度的产品视为满足要求。试验结果表明,当组成和密度相同但厚度不同的2个产品均满足R26要求的危害等级时,不仅2个厚度之间的产品满足4.2 (e)规定,更厚的产品也能满足要求。此规律可用于判定产品是否符合R26要求。

基于EN45545-2:2020+A1:2023的材料厚度对垂直燃烧试验影响的研究(下)

为了研究EN 45545-2:2020+A1:2023《铁路应用机车车辆防火第2部分:材料和零件的防火性能要求》中材料厚度对R26要求的垂直燃烧试验的影响,选用铁路车辆低功率电工电子产品使用的不同厚度的聚碳酸酯、聚酰胺和聚对苯二甲酸丁二醇酯3种非金属阻燃材料进行试验,采用UL94垂直燃烧试验(测试方法同R26要求的垂直燃烧试验)的判定方法确定试验结果。试验结果表明,随着样品厚度的增加,阻燃等级由V-2或V-1等级上升至V-0等级,厚度继续增加,维持V-0等级不变。原因有2种:一是材料的点燃时间随着厚度的增加而逐步增加;二是材料厚度越大,燃烧速率越慢。因此,若相同材料的部件在2个不同的厚度达到V-0阻燃等级,则更厚的部件也能达到V-0阻燃等级。此规律与EN 45545-2:2020+A1:2023中4.2(e)的规定不同,后者规定具有相同组成和密度的不同厚度的2个产品均满足防火要求时,则处于二者之间的所有厚度的产品视为满足要求。试验结果表明,当组成和密度相同但厚度不同的2个产品均满足R26要求的危害等级时,不仅2个厚度之间的产品满足4.2(e)规定,更厚的产品也能满足要求。此规律可用于判定产品是否符合R26要求。

边水气藏水侵动态分析方法及水侵主控因素

基于经典分流理论与气水渗流规律,推导了考虑气体高速非达西渗流的边水气藏分流方程,并根据四川盆地某边水气藏多口产水气井的基础资料,分析了水侵动态特征参数的变化规律及主控因素,探讨了延缓气藏水侵的技术思路与对策。研究结果表明:(1)新的改进分流方程能够确定不同开发时刻气藏(或气井)边水的整体推进情况及见边水时间,相较于传统的基于达西定律的分流方程,该计算结果更加可靠。(2)边水气藏水侵动态受制于多种因素的综合影响,其中储层渗透率对其影响最为显著,其次为非达西流系数、相对渗透率及孔隙度,而有效厚度、供气边界及水侵流量的影响程度较小。(3)充分发掘物性较均一的低渗致密段储层的开发潜力是提升边水气藏开发效果的关键,制定合理的气藏采气强度是主动控水、稳水的重要手段。