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关键词： 吸能构件   等效塑性应变   数值模拟   支护性能   鱼群优化算法  

摘要： 目的防冲吸能构件作为冲击地压发生时保护液压缸正常工作的核心构件,其支护效果是评判吸能防冲液压支架优劣的重要标准。方法基于应用广泛的方形预折纹吸能构件,采用鱼群优化算法,运用数值仿真和数据处理软件协同分析方法,建立吸能构件的优化流程,得到吸能构件的加肋区,并与原构件对比,证明方案可行性。结果结果表明:(1)方形预折纹吸能构件由完全相同的8个梯形与8个三角形组成,以中轴线对称排列组成。通过分析构件形变情况,可知其形变较大区域集中在三角形区域上部与梯形区域底部,且有沿两腰预折纹向顶部延伸趋势,梯形侧壁中部出现塑性变形带;(2)通过对方形预折纹吸能构件进行局部加厚,承载力-位移曲线在弹性段形变结束后的衰减程度明显降低;(3)与原构件相比,优化后构件压溃峰值荷载增加,且各项支护性能均得到不同程度提升,吸能构件的优化效果良好。结论本文中的新型加肋优化方法具有可靠性与可行性,对预防冲击地压具有重要意义。

关键词： 水库   溢洪道   布置形式   泄流   消能参数  

摘要： 水库溢洪道构造虽然简单,但与洪水流量、速度等参数紧密相关。通过对比确定了溢洪道采用侧堰布置形式,且为正槽开敞式,经理论计算,其泄流能力满足要求。通过物理模型模拟对比传统型和跌坎型2种消能方案,由结果可知,跌坎型在消能效果、水流稳定性、消力池长度等方面均有明显优势。

关键词： 无溢流湿增长覆冰   数值计算   对流换热系数   冻结系数   绝缘子  

摘要： 绝缘子覆冰对电力系统的安全可靠运行构成了严重威胁。目前,主要从试验角度定性解释伞裙结构对绝缘子覆冰形态、覆冰量的影响,少有基于覆冰增长机理的冰形数值模拟研究。因此以FXBW-35/70为研究对象,基于流体力学和热力学原理,计算分析了绝缘子表面冻结系数和对流换热系数的变化规律,建立了绝缘子无溢流覆冰增长三维数值模型,并进行了自然覆冰试验验证。结果表明,冻结系数随着温度、水滴直径和液态水含量的升高而降低;对流换热系数随着风速的增大而增大。绝缘子无溢流覆冰增长方向与位置有关,杆径覆冰主要沿径向增长,而伞裙边缘覆冰沿径向和轴向2个方向增长。模型计算得到的绝缘子覆冰特征参数与试验的误差均在15%以内,验证了模型的有效性。

关键词： 新内膜重塑   支架内再狭窄   数值模拟   壁面切应力   动脉应力   生物力学  

摘要： 目的支架植入造成血管内膜损伤引起新内膜重塑。本文旨在构建支架植入后力学刺激新内膜重塑模型,探讨支架植入后动脉应力和壁面切应力对新内膜重塑的影响及新内膜重塑过程中的血管应力分布。方法建立支架植入模型、支架段血流模型,计算支架植入后血管壁力学刺激;通过促生长因子g描述力学刺激与细胞增殖的关系,并构建细胞增殖迁移模型,模拟细胞聚集形成新内膜过程。模拟动脉应力、壁面切应力单独作用下新内膜重塑,以探讨两种力学刺激作用效果的差异;模拟动脉应力和壁面切应力共同作用下新内膜重塑过程,得到重塑过程血管应力分布的变化。结果在动脉应力作用下,新内膜集中在支架段,对支架段管腔影响更大;在壁面切应力作用下新内膜重塑范围更广,除支架段还包括上、下游。新内膜重塑会使血管壁应力峰值和高应力区域减小,重塑后血管壁应力峰值由0.277 MPa下降至0.098 MPa,高应力区域体积减少了64.6%。结论新内膜重塑模型可得到支架植入后血管形貌和应力的动态变化。不同力学刺激作用下,新内膜位置与重塑速度有显著性差异,具有不同特征。新内膜可对血管壁起到一定程度的支撑作用,使血管壁的高应力区域明显减少。

关键词： 边坡   支护   数值模拟   安全系数   开挖方案  

摘要： 在公路工程建设中天然边坡常面临不同的开挖方案选择。云南某公路边坡设计提出了路堑开挖和隧道开挖两种方案,为了选择合理的开挖方案,采用了二维数值模拟方法,对原始边坡和两种不同开挖方案下的边坡进行稳定性分析,并对它们开展了受力和变形特征的对比研究。研究结果表明:对于隧道开挖方案,未经支护的隧道安全系数较低易发生失稳破坏,在采取支护措施后安全系数满足规范要求,但隧道拱脚上方仍存在张拉破坏风险;对于路堑开挖方案,边坡安全系数满足规范要求,公路周围岩体的整体变形较小且应力应变均处于安全范围内,故最终确定该工程边坡进行路堑开挖更为合理。

关键词： 水库枢纽工程   大坝   溢洪道   安全评价  

摘要： 水库枢纽工程运行可靠与否直接关系到流域防洪、区域供水安全等问题。东莞市三坑水库枢纽工程由大坝、溢洪道和输水涵管3个部分组成,经多年运行后存在一定病险隐患。为保证枢纽工程防洪兴利效益的稳定发挥,有必要开展安全评价工作。对三坑水库各分项性能进行了复核评价,最终评价大坝安全性为二类坝。在安全评价基础上,提出了相关处理措施建议供主管部门采纳和决策。

关键词： 天然气水合物   注热分解   热-流-固耦合模型   弹塑性本构模型   正交数值模拟   等效塑性应变最大值  

摘要： 针对天然气水合物热分解而引起的储层失稳破坏机理及影响因素不明确的问题,考虑因水合物热分解引起的地层传热、孔隙流体渗流和固体骨架的变形破坏,建立了水合物沉积层的热-流-固耦合模型及其作用下储层固体骨架的弹塑性本构模型。基于ABAQUS软件的USDFLD子程序进行二次开发,开展正交实验数值模拟,分析注热温度差、水合物沉积层的绝对渗透率和有效主应力差对水合物沉积层近井储层变形破坏影响的敏感性及影响机理。结果表明:对近井储层变形破坏影响的敏感程度由大到小依次为有效主应力差、绝对渗透率、注热温度差;水合物热分解引起的近井储层力学性质劣化和有效应力下降是导致其发生变形破坏的主要原因;有效主应力差越大,等效塑性应变最大值越大,并且受水平地应力非均匀性的影响,近井储层变形破坏最严重的位置始终位于井眼最小水平地应力方向上。该研究成果可为热激法开采天然气水合物或含水合物地层的钻井作业提供借鉴。

关键词： 激光熔覆   异材搭接   数值模拟   W_(6)Mo_(5)Cr_(4)V_(2)   镍基碳化钨  

摘要： 通过高速钢(W_(6)Mo_(5)Cr_(4)V_(2))与Ni60A-WC在轴面上熔覆搭接的温度场和应力场分布,研究不同激光功率、搭接顺序及搭接率对温度场分布的影响规律,及沿搭接熔覆截面特定路径异种材料搭接各向应力分布情况。采用ansys软件模拟搭接熔覆过程温度场及应力场,对各参数采用单因素变量法进行仿真试验;并利用红外测温仪对温度场仿真结果进行验证。激光功率对搭接过程温度场影响最大,随着激光功率的增大搭接顺序对温度场的影响减小,在两道搭接功率均为2 000 W时,随着搭接率的增大最高温度先增大后减小,在搭接率为40%时最高温度为最大值。同时搭接涂层的边缘轴向径向应力均表现为压应力;在搭接区环向及径向应力为拉应力。由于热物性的差异,高速钢涂层各向应力整体大于镍基碳化钨涂层。通过试验与仿真温度验证各观测点温度,得出最大温度误差为5.66%,符合预期数值。

关键词： 巷道支护   正交试验   敏感性   极差分析   数值模拟  

摘要： 巷道锚杆(索)支护参数的确定多借助于经验,为使巷道支护参数设计更具科学性,采用正交数值模拟试验方法研究了不同锚索支护参数对巷道支护效果的影响。选取锚索长度、直径与间排距三个因子,以巷道顶板中心下沉量、两帮中心移进量和塑性屈服单元面积为评价指标,确定了巷道锚索支护参数敏感性正交试验方案;根据依托巷道的综合地层柱状图和煤岩体物理力学参数,建立三维数值计算模型、开展不同工况FLAC3D数值模拟计算,得到不同支护参数时巷道围岩的位移云图和塑性区分布特征。对数值模拟结果进行单独极差分析和综合平衡分析,得到各项指标的最优水平以及整体最优因子水平组合,并应用于现场工业性实验,监测结果显示围岩控制效果较好。

关键词： 船舶   排气引射器   数值模拟   引射系数   结构参数  

摘要： 随着船舶动力装置的排气温度日渐升高,所产生的红外辐射逐渐增强,而辐射源是军事中红外制导武器的主要目标,容易被红外武器锁定,舰船的生命安全受到更大威胁。为降低排气系统的温度提高舰船安全性,以带有某型引射器为研究对象,探究不同工况下以及不同结构参数对引射器性能影响。结果表明,引射系数增大时混合度趋近1,引射器的引射能力增强。主流喷口与混合段距离增大,会导致引射系数增加、总压损失降低、混合度先减小后增加、出口总温降低;多级引射器进口面积增大,引射系数先降低后增加指0.95,总压损失降低,出口总温小幅度波动;增加多级引射器级数,引射系数增加,总压损失降低,引射器出口总温降低,该结论可以用于红外抑制器设计过程,提高整体性能。