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关键词： 三维建模   有限元分析   数值模拟   弯曲性能   平纹织物  

摘要： 为明晰织物结构对其弯曲性能的影响机制,对织物弯曲过程进行了有限元模拟和实验验证。以涤纶织物为例,通过VHX-5000型超景深数码显微镜观测织物,得到纱线几何参数;根据纱线实际尺寸,利用SolidWorks专业建模软件构建涤纶平纹织物的三维几何模型;基于有限元分析软件ABAQUS研究织物同面对向弯曲性能,分析纱线弹性模量、摩擦因数、泊松比等参数对弯曲实验的影响,并将有限元仿真结果与实验结果进行对比。结果表明:模拟所得抗弯力-位移曲线与实验曲线在0.01水平上呈显著相关,模拟结果与实验结果一致,证明用有限元模拟弯曲织物模型的有效性。

关键词： 高铁站房   CFD   数值模拟   虹吸雨水系统   消能井  

摘要： 我国部分高铁站房虹吸雨水检查井出现了在暴雨情况下井盖“起舞”现象,存在严重安全隐患。为了解决此问题,通过对我国数个高铁站房消能井存在问题的调研,以及现行规程对消能井做法要求的研究,以计算机模拟计算(CFD)技术为载体,数值模拟了某站房虹吸雨水消能井井盖的压力变化情况,分析了消能井排气措施对消能井井盖压力的影响。模拟结果表明:当暴雨强度较大时,虹吸雨水出户管内夹杂大量的空气,如果消能井未采取排气措施,空气会滞留在消能井内部,造成井盖承受压力增大,存在井盖掀翻风险;在消能井采取排气措施后,井盖所受气压减小,井盖掀翻风险可以消除。

关键词： 水利水电   水闸设计   问题优化  

摘要： 通过分析常见的水闸设计问题、影响设计的因素以及设计中的挑战,提出一系列优化措施,从水闸结构的优化、自动化控制系统的应用、节能环保设计、安全性考虑以及维护和管理策略等方面入手,为未来水闸设计提供借鉴。针对水闸设计面临的诸多挑战,有效提高水闸设计的水平和质量,建立完善的维护和管理体系,可以提高水闸的安全性、效率性和可持续性,为水利水电工程的发展积极做出贡献。

关键词： 露天试车台   侧风装置   气动特性   数值模拟   航空发动机  

摘要： 为了探究露天试车台侧风装置的气动流场特性,采用商用软件构建了侧风装置的全3维数值模型,完成了侧风装置气动特性的数值模拟。结果表明:安装在靠近侧风装置壁面附近的风机对风场边界产生影响,最中间1台风机排出的气流直接影响速度核心区中心风场,临近最中间水平方向两侧的2台风机排出的气流对关注截面偏离z中心轴线±0.25D位置产生影响;气流从侧风装置排出后可发现核心流速区、掺混区和低速扰动区3个区域,核心流速区内的气流变化平稳,未见大的波动;在以发动机进气轴线为中心d=0.8D直径范围内,随着风速的增大,最大流速差逐渐增大,速度不均匀度逐渐减小。研究结果可为发动机开展侧风试验提供理论和技术基础。

关键词： 导水裂隙带   变形分析法   隔水关键层   数值模拟  

摘要： 导水裂隙带的高度是煤矿在“三下”开采时最关注的因素之一,为了探究隔水关键层下同开采尺寸与导水裂隙带发育高度之间的联系,以邵寨矿作为研究对象,通过变形分析法确定工作面上覆导水裂隙带发育的影响因素,采用数值模拟软件对邵寨煤矿2号煤层开采时不同长度下工作面回采后的覆岩垮落形态进行模拟。研究结果表明,2号煤层上覆厚65 m及112 m的隔水关键层为该煤层的导水裂隙带发育的抑制层,其都由中间一层较坚硬岩层作骨架,上下覆盖各一层软弱岩层而组成。导水裂隙带发育至抑制层时,抑制层抑制了导水裂隙带的纵向扩展,转而倾向于横向扩展,同时增加覆岩的垮落角,当垮落岩体范围超过抑制层的极限跨距时导水裂隙带便会倾向于向上发育扩展;不同切眼长度的工作面其覆岩的跨落仅发生在工作面开采空间范围内,对两侧60 m范围内的覆岩无明显影响;影响整体覆岩运移规律的因素主要为工作面的推进,而当工作面切眼长度小于180 m时,上覆岩层移动主要表现在延安组的垮落,而当切眼长度增加至220 m时,安定组岩层开始随工作面推进加速下沉,但并未完全垮落,切眼长度增加至300 m时,安定组及洛河组在工作面后方120 m处就已经完全垮落。研究结果可以指导矿井在保护隔水层的条件下,合理的设计工作面切眼长度,对于矿井水害防治有一定借鉴作用。

关键词： 变形预测   变分模态分解   改进灰狼算法   轻量梯度提升机  

摘要： 变形是反映混凝土拱坝安全运行状态的重要指标,因此变形预测模型的研究对拱坝结构健康评价具有重要意义。为充分挖掘拱坝变形监测数据的有效信息,提高监控模型的预测精度,提出一种基于变分模态分解与优化LightGBM的混凝土拱坝变形预测模型。首先,采用VMD将变形实测数据分解为多个模态分量;其次,引入改进灰狼算法与LightGBM相结合建立混凝土拱坝变形预测模型;随后,对模态分量进行单独建模和预测,最后叠加以得到最终的预测结果。工程实例分析表明,通过有效地分解重构,构建的变形预测模型具有较高的预测精度和泛化性能。

关键词： 深部煤层气   煤−岩组合类型   力学性质   地应力   数值模拟  

摘要： 【目的】明确煤力学性质和地应力的分布特征及其对人工裂缝形态和扩展行为的控制机制,对深部煤层压裂设计、井网部署和煤层气资源开发至关重要。【方法】以鄂尔多斯盆地东缘北部神府区块太原组8+9号煤为研究对象,基于声波测井、密度测井、注入/压降试井和排采资料,系统分析煤层及其顶底板岩层的力学性质和地应力分布特征,揭示力学性质和地应力对水力裂缝的控制机理。【结果和结论】结果表明:(1)8+9号煤层与顶底板形成了泥岩−煤−泥岩(占77.4%)、砂岩−煤−泥岩(15.5%)等6种组合。(2)基于声波和密度测井计算的力学参数显示,煤弹性模量在4.83~13.69 GPa(平均6.28 GPa),泊松比0.31~0.41(平均0.37),区域上南北脆性高,中部塑性高。(3)注入/压降试井计算结果显示,研究区最大水平主应力介于31.11~39.11 MPa,最小水平主应力变化范围为25.78~29.94 MPa;声波测井计算结果显示,垂向应力(平均49.12 MPa)>最大水平主应力(平均39.50 MPa)>最小水平主应力(平均33.80 MPa),煤层与顶底板最小水平主应力差在0~12.75 MPa。(4)Abaqus和Fracpro PT模拟结果显示,煤弹性模量越大,裂缝高度相对越大,当顶板与煤层的力学强度差较小时防止穿层;煤层水平主应力差增大,容易沿最大水平主应力形成单一裂缝;煤层水平主应力较顶底板水平主应力越小,易在煤层内形成较长、较低、较宽的裂缝,且不易穿层。研究认为实施较大的压裂规模、缝内暂堵技术和控制裂缝净压力等手段是提高神府区块8+9号煤水力压裂效果的主要途径。

关键词： 露天煤矿   边坡稳定性   监测预警   防治措施   数值模拟  

摘要： 露天煤矿开采受地质构造、岩土体性质、水文条件等因素制约,边坡失稳风险高,防治难度大。本文系统分析了影响露天煤矿边坡稳定性的主要因素,总结了边坡失稳模式与破坏机理,探讨了边坡稳定性评价方法。重点研究了采用GPS、InSAR等技术进行边坡变形监测预警的新方法,并提出了排土场优化设计、支挡结构设计、边坡防护、地下水控制等防治措施。结合某露天煤矿边坡工程案例,阐述了边坡稳定性分析评价、监测预警、防治设计的关键技术,取得了良好的工程应用效果。研究成果对指导露天煤矿边坡治理具有重要的理论与实践意义。

关键词： 轮毂   工艺改进   冲锻成形   多楔轮   数值模拟   有限元模型   折叠问题   试验验证  

摘要： 本文主要解决某型号多楔轮轮毂冲锻过程中发生的内孔折叠问题。通过建立有限元模型,利用Deform软件对多楔轮轮毂的冲锻成形过程进行数值模拟,并基于模拟结果对轮毂内孔折叠原因进行深入探讨分析,完成工艺改进并进行试验验证。模拟结果表明.

关键词： 边坡稳定性   形态优化   数值模拟   极限平衡   三维效应  

摘要： 为了解决白音华一号露天矿大变形和底鼓治理问题,以露天煤矿东帮为工程背景,综合采用数值模拟技术和刚体极限平衡法,分析了原设计东帮边坡稳定性,对东帮北侧大变形和南侧底鼓区域进行了优化,并提出了合理的变形治理方案。结果表明:东帮北侧大变形主要受1#煤顶板弱层影响,坡体沿1#煤顶板贯通的剪切面滑出;东帮南侧底鼓的主要原因为二号矿外排土场上部排弃物料持续堆载,边坡下滑力增大,造成下部坡体发生剪胀破坏;东帮北侧大变形区域上部坡体削坡量为63.2万m3,下部压帮量为70.9万m3,剥离与排土工程量相差较小;东帮南侧排土压脚工作量为318.3万m3,治理后变形区边坡稳定性可满足安全储备系数,治理方案可有效缓解东帮大变形对生产带来的影响,保证正常的生产接续。