提高金属结构动态应力计算精度的方法研究

复杂结构动态应力的精确计算是一个始终没有解决的问题,严重的影响了结构的疲劳寿命预估.采用位移模态叠加法的思路,将应力表示成模态应力的叠加形式,然后采用基于模态叠加理论的虚拟激励法,直接求得随机振动环境下动态应力的响应功率谱.这种方法的优点是避免了常规有限元法计算结构动态应力时必须对单元形函数求导的做法,并考虑了模态间的耦合效应.计算结果表明,采用本方法计算结构动态应力相较常规有限元方法将会得到更好的计算精度.     

大埋深跨采巷道变形机理分析

巷道受采动影响时,应力重新分布,围岩处于卸压状态,导致巷道变形严重。针对这一现象,在华恒煤矿-1000m水平副暗斜井,利用现场实时在线监测数据和数值模拟计算,分析了跨采巷道随采煤工作面推进的变形破坏规律。监测数据表明,巷道变形包括顶板下沉、两帮移近和底鼓,其中底板变形破坏最严重。数值模拟分析得出,跨采后的巷道底板和右帮塑性区范围比跨采前有较大增长;在巷道顶底板处,围岩垂直应力处于卸压状态,水平应力出现应力集中现象。垂直应力的卸压和水平应力的横向作用是造成巷道底鼓的力学原因,底板没有采取支护措施是造成底鼓的直接原因。     

铜胁迫下菌株CL01促进紫云英生长的研究

从湖北某矿区植物根际土壤中筛选到了一株多种重金属抗性菌株CL01.根据形态学特征和16S rDNA序列比较了结果,鉴定其为Achromobacter xylosoxidans.当土壤所含铜浓度为75 mg/kg时,接种菌株CL01可以促进紫云英根延长,增加植株高度,提高紫云英的生物量.菌株CL01通过减少根际土壤可吸收的铜含量,减少了铜在紫云英根部的聚集,说明该细菌提高了植物的抗铜能力.     

岳阳地区典型黏性土地基抗剪强度指标经验公式研究

针对岳阳地区典型的黏性土地基,进行了不同排水条件下的直剪试验,获得了大量直剪强度指标试验数据．基于试验数据的整理,提出了抗剪强度指标归一化参数的概念及定义式;对不同条件下的归一化参数分析表明,影响该参数的主要因素是液性指数,并给出了4个归一化参数随液性指数的变化曲线和相应的经验公式．基于归一化参数及快剪强度指标,可计算出更耗时的固结快剪、固结慢剪抗剪强度指标．本文研究思路和经验公式可为岳阳地区典型黏性土地基抗剪强度指标的确定提供新的途径,该方法可推广至其它地区或其它类型地基土的抗剪强度指标的确定．     

沁水盆地煤储层渗透率实验和模拟研究

作为中国煤储层开发的一个关键参数,割理的可压缩性一直没有得到充分的研究。在本次研究中,从山西省沁水盆地选取了一些有代表性的煤样,并对这些煤样进行了包括He,N2,CH4和CO2四种气体在不同有效应力和温度下的实验研究。在实验数据的基础上,计算了兰氏常数并绘制出了兰氏曲线,并且也分别绘制了吸附和渗透率的曲线。实验结果表明:有效应力对煤储层的渗透率有重要的影响。在恒温35℃下,对于同一孔隙压力下的四种不同气体,随着有效应力的增加,渗透率是降低的。在实验结果的基础上,通过拟合数据计算出了割理的压缩系数。计算结果显示:对于四种测试气体,在恒温35℃下,随着孔隙压力的增加,割理的压缩系数呈现降低的趋势。此外,随着温度的增加,割理的压缩系数仅仅略微地增长。通过对实验结果的分析和资料研究,有效应力被认为是影响割理压缩性的重要参数。     

盐碱胁迫对光皮桦种子萌发及幼苗生长的影响

利用中性盐NaCl、Na2SO4和碱性盐NaHCO3按不同质量比混合,模拟出15种盐碱度各不相同的盐碱逆境条件,进行光皮桦种子萌发试验,研究盐碱胁迫对光皮桦种子萌发及幼苗生长的影响.结果表明,在不同盐碱处理下,随着盐浓度及pH值的增加,种子发芽率、发芽指数均呈下降趋势,对幼苗胚生长抑制作用加强;在pH≥8.78,盐浓度≥100mmol/L胁迫下,光皮桦种子的萌发明显受到抑制,且萌发进程延缓,当盐浓度高达250mmol/L时,各盐碱处理下的光皮桦种子均不萌发;在pH≥7.08,盐浓度50mmol/L胁迫下,光皮桦早期幼苗无法正常生长;碱性盐对种子萌发的抑制作用强于中性盐.     

轮对蠕滑条件下钢轨疲劳裂纹萌生寿命预测

采用多体动力学与三维弹性体非赫兹滚动接触理论,得到不同轨底坡、超高、摩擦系数与曲线半径等多种轨道条件下的轮轨蠕滑状态,将接触力分别施加于钢轨有限元模型的接触斑位置,分析轨头应力应变响应,得到所有节点的疲劳参量.研究疲劳参量的组成类型,若剪应力与应变部分占主要组成部分,则采用剪切型裂纹萌生预测公式,否则采用拉伸型预测公式.分别预测导向轮与非导向轮作用下的曲线外轨疲劳裂纹萌生寿命,结果表明,外轨疲劳裂纹主要由导向轮作用产生,非导向轮对其影响很小;裂纹萌生寿命随曲线半径的增大而延长,随摩擦系数的增大而减小;设置1∶20轨底坡可以延缓外轨疲劳裂纹萌生,尤其是在半径较小的曲线上效果更明显;过超高能延缓曲线外轨疲劳裂纹萌生;当摩擦系数大于0.3时裂纹萌生于曲线外轨表面,而小于0.3时裂纹萌生位置则逐渐向轨头内部转移.     

钢筋混凝土深梁和浅梁的统一非线性网格模型

提出将计算截面放置于结构中实现截面应力重分布分析的钢筋混凝土梁非线性网格模型方法,该方法不仅可以分别考虑梁的抗弯机制与抗剪机制,还可以描述钢筋混凝土浅梁和深梁从开裂至破坏的受力机理,从而实现钢筋混凝土梁的统一分析模型.算例结果表明,非线性网格模型不仅能较准确地计算结构的承载力,并且能清晰地反映结构受力机制,为设计分析提供依据.     

辐射剂量分布对低能电子束分层固化复合材料层间剪切强度的影响

为了进一步降低电子束固化复合材料制造成本,研究了预浸带双面辐射分层固化复合材料的最小电子束能量值,以及双面辐射剂量分布对复合材料层间剪切强度的影响。试验验结果表明,125keV低能电子束双面辐射可以获得较好的穿透性,并且辐射固化比较均匀,是能够实现复合材料分层制造的最小电子束能量值。相对于双面等剂量辐射固化复合材料层合板的层间剪切强度(ILSS)的61.7MPa,双面不等剂量辐射固化复合材料层合板的ILSS达到66.3MPa,提高幅度为7.5%。光学显微镜及SEM分析与DSC测试结果表明,辐射剂量分布导致的层间键合树脂基体活性官能团数量,是造成双面等剂量与双面不等剂量辐射复合材料层合板ILSS产生较大差异的主要原因。     

再生混凝土骨料咬合及剪力传递机理

通过预裂再生混凝土push-off试件的裂缝处剪力传递性能试验,研究了再生混凝土裂缝处骨料咬合及剪力传递性能.结果表明:再生混凝土裂缝处剪力传递性能总体上与普通混凝土较为接近;约束刚度越大,试件的剪力传递强度越高;再生混凝土强度越高,试件的剪力传递强度有一定的提高;相同混凝土强度下,随着再生粗骨料取代率的提高,试件剪力传递强度略有降低.借鉴Walraven的理论,并考虑再生混凝土的细微观结构与再生粗骨料的几何特点,得到了再生混凝土中的骨料咬合模型.试验中各试件的剪力传递强度值与相关理论计算值吻合良好.