Non-complete relief method for measuring surface stresses in surrounding rocks

The measurement of surface stresses in surrounding rocks with the use of a relief method of annular hole-drilling was studied by numerical analysis. The stress relief process by hole-drilling was then simulated with the use of finite element method. The influences of the borehole diameter(d), the initial stresses and the ratio of the initial principle stresses on the variations of the remained stress and the released stress in function of the relief depth(h) were discussed. The relation between the non-dimensional ratio of the released principle strains and that of the initial principle stresses, and the effect of the elastic modulus and the Poisson ratio of the rock mass on the stress relief curves were studied. The results show that the stress relief behavior formulated with the non-dimensional ratio of the released stress and the ratio of h/d is only sensitive to the ratio of the initial principle stresses and the Poisson ratio. The stresses are completely released when h equals 1.6d, and the tensile stresses take place on the bore core surface in the relief measurement process. Finally, a non-complete relief method of annular hole-drilling for measuring surface stress in surrounding rocks is proposed and the procedure is presented.

轧制及退火工艺对C5071青铜带材组织与性能的影响

C5071青铜带材制备过程中,轧制工序不同道次加工率及中间去应力退火工艺对带材的组织与力学性能具有重要影响。结果表明,选取较小的加工率86.21%开坯粗轧至2.0 mm时,带材表面平整,无边裂缺陷及明显组织缺陷;中轧工序加工率为66.0%时,带材抗拉强度、延伸率及硬度合适,板型较平直。最优轧制工艺制备的0.5 mm成品分别在210、230和290℃温度下保温3.5 h进行低温退火处理,随着退火温度升高,成品抗拉强度由526 MPa降至500 MPa,延伸率由13.4%提高至17.2%。退火温度低,带材抗拉强度偏高;退火温度高,带材力学性能偏低,230℃×3.5 h退火后产品综合性能均位于技术要求中间范围。

振动时效的振动力学分析

针对振动时效的实际情况和材料动态力学行为的特点 ,对以往研究中一些未加深入研究的基本问题作振动力学分析。对构件共振时的屈服极限、剪切变形以及转动惯量和子结构的作用进行考察 ,以期为振动时效机理和工艺基础研究提供部分理论上的支持。实际观察分析认为 ,在动态情况下 ,材料拉伸屈服极限大于静态下的屈服极限 1～ 2倍。若想使残余应力与有限的动应力叠加达到动态屈服极限成为不可能 ,而在动态情况下剪切屈服极限较低 ,所以在振动时 ,应力松弛是由于残余应力、剪切应力和拉压应力的剪切应力分量共同作用的结果。

数控机床基础大件精度保持性研究

针对国产机床生产厂家振动时效工艺不规范导致数控机床基础大件精度保持性较差这个问题,提出了一种振动时效工艺参数选择方法。该方法通过模态分析和谐响应分析的方法对振动时效的工艺参数进行合理选择。在此基础上,对两个相同床身分别在原振动时效工艺和新振动时效工艺下进行振动时效的效果评价试验,结果表明,新工艺下的振动时效平均应力消除率为65.1%,原工艺下为38.5%,新振动时效工艺下床身的应力消除率是原振动时效工艺下的1.69倍。由此验证了提出的新振动时效工艺的正确性和有效性,表明该方法能够显著提升数控机床基础大件的精度保持性。

机床基础大件振动时效工艺参数优化方法

通过模态仿真的方法得到了最佳的振动时效工艺参数,在此基础上选取相同的机床床身铸件作为实验对象,对新工艺和原工艺下的平均应力消除率进行了对比。实验结果表明,新工艺下床身铸件的平均应力消除率为65.1%,原工艺的平均应力消除率为38.5%,另外,原工艺下,有个测点的应力值没有减小反而增大。新工艺下铸件的应力消除率明显大于原工艺下铸件的应力消除率,验证了所提出的振动时效工艺参数优化方法的正确性。

安全阀配对法兰焊口裂纹产生原因分析

某集气装置原料气放空安全阀配对法兰焊口处出现裂纹,通过宏观以及微观检验、化学成分分析、力学性能测试等方法对裂纹产生的原因进行了分析。结果表明:该裂纹为硫化物应力腐蚀开裂所致,焊接工艺不当或焊后冷却速度过快导致焊接接头区域出现硫化物应力腐蚀开裂敏感性组织是该焊口产生裂纹的主要原因。

保护层区段煤柱宽度对被保护层卸压效果的影响

为了实现被保护层经济、安全和高效开采,基于某煤矿地层条件,利用FLAC3D软件建立采动煤岩体计算模型,模拟研究了保护层不同宽度区段煤柱对被保护层卸压效果的影响。根据应力系数和膨胀变形率可将煤柱上覆岩层分为压缩变形区、未充分卸压区和充分卸压区。当被保护层位于充分卸压区时,煤层获得了充分卸压保护,消除了突出危险。确定了某煤矿地质条件下被保护层8煤层位于充分卸压区获得连续充分卸压的理论最小的区段煤柱宽度为5.1 m。经卸压效果考察,留设5 m宽区段煤柱时,被保护层得到了连续充分卸压保护。

首采煤层开采诱发底板应力场分布特征研究

为了掌握平煤八矿首采煤层开采扰动下底板力学特性演化规律,采用COMSOL Multiphysics软件模拟了Ji15煤层开采扰动下下伏煤岩层的应力分布特征。结果表明:在首采层开采扰动下,下伏煤岩层的垂直应力场整体关于工作面中部对称分布,首采层工作面的上下方可以看到明显的应力卸压区,而在卸压层两端有应力集中现象,且最大应力集中程度可达到2.56;距离首采层底板30 m范围内的卸压效果较好,应力释放率均能达到95%以上,且充分卸压区的长度能够达到首采层工作面长度的70.22%以上,故应优先选择卸压层30 m范围内的煤层作为首采层。

振动时效应力消除可靠性探讨

通过分析热处理与振动时效消除应力的原理,开展了对同一试验件在初始状态、振动时效后和热处理后三种状态下的对比试验,检测了三种应力消除方式试验后具体应力值,得出三种消除应力方式的应力消除率,验证了振动消除应力在零件加工中的消除应力和控制零件变形的有效性。

轧制及退火工艺对C5100铜带材组织性能的影响

不同成品加工率及去应力退火工艺对C5100铜合金带材的组织及性能影响较大。采用维氏硬度计、拉力试验机、自制折弯仪等仪器分别检测带材的硬度、抗拉强度及折弯性能,结果表明:成品加工率越小,加工变形量小,成品带材机械性能更低。通过钟罩式光亮退火炉进行去应力退火后,带材硬度及抗拉强度无明显变化,延伸率大幅度提高,折弯性能也有所提高。27.3%成品加工率的带材经过去应力退火后,其延伸率由未退火的10.8%增加到17.0%,折弯未开裂,折弯变形橘皮不明显。随着去应力退火温度升高,带材机械性能有所下降,延伸率逐渐增加,折弯性能提高。当去应力退火温度为280℃,延伸率达到22.0%,但硬度及抗拉强度分别降至HV 201和607.6 MPa。折弯性能随着退火温度增加而提高,以230℃退火后,90°折弯未见开裂,但180°折弯橘皮严重,轻微开裂;以280℃退火,后折弯性能最好,180°折弯未开裂,橘皮不明显。

应力释放孔对弛张筛筛板使用寿命和透筛率影响的研究

针对弛张筛筛板折弯处因在生产中受到交变拉伸-挠曲应力容易发生撕裂的问题,为了降低筛板折弯处应力,提高筛板使用寿命,基于应力释放孔的工程原理,提出在筛板折弯处设置一定数量的应力释放孔,并采用有限元仿真的方式验证筛板折弯处的应力,通过有限元-离散元耦合仿真的方法分析折弯处开孔对透筛率的影响。研究结果表明:该方法可以降低筛板所受应力,使折弯处最大挠曲应力降低了0.43 MPa,最大拉伸应力降低了0.16 MPa,有利于提高筛板使用寿命;且筛板折弯处开孔对颗粒透筛率几乎没有影响。该研究可为筛板结构形式和优化提供有益参考。

白铜B19薄板生产工艺初探

通过长期的生产实践摸索,采用带式法成功研发出了白铜B19薄板产品,优化了白铜B19薄板生产工艺,掌握了其冷热加工性能。试制结果表明,从轧制过程来看,B19类似于可塑性较好的紫铜,但区别于紫铜的是其硬化速率较快,导热系数低,对炉子控制性能与轧机控制性能进行比较,炉子控制性能稳定、工艺合理,且摸索出了消除内应力退火工艺。

混合音频下心率信号感知的放松状态评估模型

以放松减压为目标的情绪调节及放松状态评估有助于提升国民身心健康。针对降低生理信号采集导致的放松情绪诱发困难,使用附着型人体传感器采集受试者的心率信号进行放松状态识别,使用混合音频诱发受试者产生放松情绪,从二维情绪量表中换算获得放松状态标签。采集受试者的心率信号,从心率信号中提取时域特征、频域特征和心拍数。基于多层感知机和长短时记忆网络构建放松评估模型,实现放松状态识别。实验结果表明,相比于目前的研究成果,该放松识别模型具有更优的分类性能,能够为情绪调节与放松状态评估问题提供一种新的可靠解决方法。

急速卸压条件下构造煤体应力释放规律试验研究

为研究构造煤在急速卸压条件下的应力释放规律,开展了不同卸围压速度条件下的型煤试样三轴试验,对比分析了构造煤在不同应力路径下的应力⁃应变曲线和力学特性演化特征,并通过数据拟合分析了急速卸压条件下的应力释放规律。结果表明:卸围压速度越快,构造煤破坏时的变形程度和峰值应力越小。卸围压降低了煤体的内聚力,劣化程度为14.02%~21.95%,卸围压速度越快,劣化作用越强。卸围压降低了煤体变形模量和泊松比,表明卸围压加剧了煤体损伤,降低了煤体抵抗变形的能力。当卸围压速度趋近于急速时,峰值应力的劣化程度为17.84%,内聚力的劣化程度为21.95%,表明急速卸压条件下构造煤更易失稳破坏,应力释放控制瓦斯膨胀能的非稳态释放,从而导致构造煤突出的连续发展。

深部高应力软岩巷道置孔释压材料置孔率合理性研究

针对深部高应力软岩巷道支护难题,为了解决巷道支护强度不够,围岩破碎严重的问题,以麻家梁矿-610 m水平巷道为研究背景,在对深部高应力软岩巷道矿压显现特征分析的基础上,通过建立置孔释压支护模型,对置孔释压支护机理进行能量学分析,据此提出了高应力软岩巷道置孔释压的围岩控制技术;并运用理论分析和物理相似模拟试验的方法,对3种置孔释压材料在不同置孔率条件下的抗压强度以及连续变形量进行了分析,最后结合现场检测数据进行对比判定。研究结果表明:采用置孔率为35%的不饱和聚酯树脂进行支护时,巷道顶底板移近量最小,有效维护了巷道围岩的稳定性。