不同厚度基体激光熔覆应力分析

采用数值模拟方法研究激光熔覆层应力分布是一种有效手段。本文采用SYSWELD模拟软件分析单道激光熔覆应力场分布,并对比研究了不同厚度基体激光单道熔覆后的应力分布。结果发现,激光熔覆层内应力较高,随着远离光斑中心应力逐渐降低。且熔覆层内受拉应力,热影响区受压应力,Von-Mises等效应力在熔覆层边缘达到峰值650MPa。随着板厚的增加,熔覆层表面拉应力逐渐增大。当基体厚度达到8mm后,板厚对熔覆层裂纹敏感性的影响基本不变。

纳米SiO_(2)-超细水泥固化钙质砂静力特性试验

运用纳米SiO_(2)和超细水泥替代普通硅酸盐水泥对钙质砂进行加固处理,设计不同情况下无侧限抗压强度试验和三轴剪切试验,研究纳米SiO_(2)掺入对于钙质砂–超细水泥加固体静力特性影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)观察试样微观结构进而分析作用机理。试验结果表明:超细水泥较普通硅酸盐水泥对于钙质砂的固化效果更好;纳米SiO_(2)掺入对加固体强度有增强作用且影响效果存在临界值,掺量超过临界值后强度下降;纳米SiO_(2)从峰值强度、峰值应变、黏聚力等方面改善了超细水泥钙质砂加固体的静力特性;微观角度分析发现超细水泥比普通水泥生成更多钙矾石晶体,形成一定的网格状结构,从而增强其宏观强度。

不同介质条件下激光照射岩石实验研究

在不同介质条件下采用高功率密度激光照射花岗岩和砂岩,分析激光工艺参数对岩石破碎比能和射孔尺寸的影响。结果表明,干燥、饱和水、饱和钻井液三种花岗岩试样,获得最小比能的激光功率分别是800、800和1 000 W,而砂岩对应的激光功率分别是800、1 000和1 200 W。随着功率和照射时间的增加,两种岩石的射孔尺寸逐渐增大。相同条件下干燥花岗岩试样的激光射孔尺寸最大,饱和水试样次之,饱和钻井液试样最小。对于砂岩,激光功率一定时,饱和钻井液试样的射孔尺寸小于另外两组试样。花岗岩原始抗拉强度为10.11 MPa,三种介质条件下激光处理后抗拉强度分别降至5.82、4.12和5.02 MPa。原始干燥砂岩的抗拉强度约为5.07 MPa,激光照射后抗拉强度降至2.36、2.07和1.06 MPa。此外,激光处理后岩石可钻性级数也随之降低,且花岗岩试样降低幅度大于砂岩。