采场矿压机械模拟试验系统的研制及其应用

本文以矿山压力理论为基础，以相似理论为依据，对采场矿压模型试验研究中，采用相似模拟与物理模拟相结合的方法，即，机械模拟方法进行了探讨。在此基础上，研制了机械模拟试验系统并建立了一套相应的试验方法。实验表明：该系统具有整个试验过程可人为控制；数据记录及控制自动化较高，模型材料可复用等特点。为采场矿压的研究提供一种新方法和新手段。     

基于固—气耦合物理相似模拟的实验装置研究

采动裂隙演化与卸压瓦斯渗流耦合的物理相似材料模拟实验是研究采动影响下煤岩体渗透率变化规律及分布特征的基础,文中通过研制"固—气"耦合物理相似模拟实验台,设计耦合实验中的开采系统、充气系统和测试系统,进行了相似模拟实验及渗透率测定。开采系统保证箱体气密性的同时实现了煤层的模拟开采,测试系统验证了试验箱内气体在岩层中的流动规律符合达西定律,进而验证了实验装置的可行性,从而为研究采动裂隙场时空演化与卸压瓦斯渗流耦合规律的相似模拟实验奠定实验基础。     

相似模拟试验支架阻力监测装置的研制及应用

在相似模拟试验过程中,为使模拟支架尽可能贴近真实情况,基于液压原理研制出了能够监测相似模拟试验支架阻力的试验装置,建立了现场支架工作阻力和模拟支架测量参数之间的函数关系.为检验支架阻力监测装置性能,以辛安矿1402工作面为研究对象,进行了相似模拟试验和现场试验.由模拟试验和现场试验对比分析可知:监测装置和现场监测的平均工作阻力分别为额定工作阻力的67.88%和69.6%,相差很小.采场支架工作阻力主要的分布范围和相似模拟试验支架阻力监测装置测得的工作阻力分布范围相同,均为5 000 k N~6 000 k N.相似模拟试验支架阻力监测装置能够模拟现场支架工作阻力,具有良好的可靠性.     

滑坡物理模拟畸变修正方法研究及应用

由于相似理论中的相似系数无法完全得到满足,滑坡物理模拟试验采集的位移、土压力、孔隙水压力等试验数据与现实情况存在偏差,即为产生了畸变.介绍了畸变产生的原因及修正的方法,并结合工程实例,采用数值分析的修正方法,对三峡四方碑滑坡物理模拟试验进行了畸变修正,经过试验数据、修正数据和滑坡现场监测数据的分析对比,证明了经畸变修正后的模型计算数据更接近现场实际监测数据,更能反映滑坡真实情况.证明了畸变修正理论的可行性及畸变修正理论对滑坡物理模拟试验的重要性.     

柴油机电子调速器配机模拟试验装置的研制

简要介绍了柴油机电子调速器配机模拟试验装置的基本工作原理及其系统的设计。采用数字计算机仿真技术，研制了一柴油机电子调速器配机模拟试验装置。试验结果表明，该装置能较逼真地模拟电子调速器与柴油机配机的工作情况，并能方便地测取电子调速器的主要性能参数。     

热泵系统调控的蔬菜贮藏试验装置温度场速度场研究

为解决目前蔬菜贮藏试验库内贮藏环境调控能力差的问题,研制了一套基于热泵系统调控的蔬菜贮藏试验装置.利用商业软件FLUENT,选择标准κ-ε模型和SIMPLE算法,完成了试验装置在空载和两种不同装载物料方式下气流场和温度场的二维和三维数值模拟,并通过试验对模拟结果进行了验证.结果证明:当装置内温度稳定后,装置空载时的模拟结果与试验结果的平均偏差为0.13,℃,装置装载物料时的模拟结果与试验结果的平均偏差为1.15,℃,模拟结果与试验结果具有较好的一致性.该研究揭示了热泵系统调控的蔬菜贮藏试验装置内气流场和温度场的分布规律,试验装置具有温度控制灵活,降温速度快的特点,可为大型蔬菜贮藏试验库的开发和应用提供一定的参考.     

固冲发动机高空模拟引射器设计与试验研究

该文针对固冲发动机排气压强低、流量小的特点,利用流体力学相关理论与方法,通过分析高空试验环境,探讨了主被动引射器的工程设计和性能计算方法,确立了最优的高空模拟试验方案.依据该方案建立了固冲发动机高空模拟主被动引射器试验装置.对某发动机的试验测试表明,该试验装置达到了预期的20 km高空模拟的要求,验证了设计和计算方法的正确性.     

鲁西隆起中-新生代伸展构造演化的模拟试验

通过野外地质调查对鲁西隆起伸展构造特征进行研究,并根据相似理论建立相关试验模型,对鲁西隆起晚中生代以来的伸展构造的发育演化进行构造物理模拟.结果表明:鲁西隆起晚中生代以来的伸展裂陷作用主要经历了晚侏罗-早白垩世、新生代两个阶段,新生代又分为古近纪古新世-始新世初期(65～53 Ma)、早始新世-晚始新世(53～39 Ma)和始新世末期-渐新世(39～23.5 Ma)3个时期,各个时期与研究区伸展构造的主要发育时期相符;物理模拟试验证实泰山在新生代有两次快速抬升,分别为始新世(45 Ma)和渐新世(23 Ma);伸展构造的形成归因于晚中生代和古近纪近南北向大规模的伸展作用,其深部背景主要为晚侏罗世以来太平洋板块俯冲方向及速度的改变、郯庐断裂带的走滑活动、新生代印欧板块的碰撞以及幔源岩浆活动.     

基于差异沉降的变刚度复合地基方案研究

差异沉降是群桩复合地基的一个不容忽视的问题.通过国内最新研制的大型试验台--中国矿业大学城市地下工程相似模拟试验系统,完成了2组模型试验.试验表明:在竖向荷载作用下等桩长群桩复合地基存在着较大的差异沉降.在模型试验和数值模拟的基础上研究了群桩复合地基差异沉降的形成原因,主要包括不同桩位、荷载和下卧层.对采用改变桩长、桩径、桩体模量等方法实现变刚度复合地基的方案进行分析和讨论,结果表明通过改变桩长的方法是实现变刚度的最佳选择.图7,表9,参10.     

系绳拖曳半物理试验装置设计与方案可行性验证

空间绳系系统需进行地面试验,以验证其理论研究结果的正确性。针对其非线性动力学模型较为复杂,地面难以模拟太空复杂情况而不易开展全物理试验的问题,设计了系绳拖曳地面半物理仿真试验装置。其中,仿真系统中系绳收放与张力控制部分以实物的方式引入仿真回路,拖曳过程中系统动力学部分以数学模型描述并转化为仿真计算模型,与实物部分构建成半物理仿真闭合回路。采用基于模糊PID的主从位置闭环控制器对张力控制器进行控制,搭建半物理试验装置拖曳过程simulink仿真模型,对闭合回路实现仿真计算以验证半物理试验装置方案设计的可行性。仿真结果表明：(1)张力控制器满足半物理加载机构对模拟被动星的系绳控制指令要求;(2)半物理试验装置设计方案原理正确,可通过模拟不同工况下动力学模型特性,考核系绳收放装置性能。