局部加卸载下颗粒体系接触力残留与应力残留的关系

以正五棱柱颗粒体系加卸载的光弹试验为基础,通过条纹解析量化了特征颗粒所受接触力,揭示了卸载过程中接触力的演化特征.结果表明:卸载阶段浅层颗粒间基本无残留接触力,而深层颗粒间存在显著接触力残留;最后一级荷载为临界荷载.采用离散元模拟重现了光弹试验,数值模拟所得接触力链、残留接触力及颗粒位移与光弹试验一致,从而验证了数值模拟的有效性.基于数值模型分析了加卸载阶段颗粒体系的应力演化,得出应力与接触力链、残留应力与残留接触力的空间分布均一致.     

基于颗粒流的大理岩三轴循环加卸载细观损伤特性分析

利用颗粒流程序(PFC)并基于大理岩常规三轴压缩室内试验结果得到一组能够真实反映大理岩宏观力学特性的细观参数,在此基础上进行大理岩三轴循环加卸载试验模拟,研究岩样在循环加卸载作用下的细观损伤特性。研究结果表明：试样内部接触力和平行黏结力在损伤部位产生应力集中,当接触力增大到平行黏结力承载极限时,颗粒间黏结断裂,产生微裂纹;微裂纹数目随应变发展呈阶梯状增加,且在加载初期有良好的“记忆”行为,然后逐渐削弱;微裂纹在加载初期随机分布,然后有序聚集并扩展贯通,加载至峰值附近时形成剪切带;在应变软化阶段反复加载使剪切带扩展贯通形成宏观破裂面,残余强度阶段的裂隙主要由宏观破裂面间的摩擦、滑移产生。     

加卸载下原煤力学特性及渗透演化规律

基于自主研发的煤岩热流固耦合试验系统,在考虑实际开采方式的条件下,进行轴压升高和围压降低的加卸载试验,分析研究不同加卸载速率下原煤的力学特性和渗透演化规律.结果表明:加卸载过程中,轴向应力的加载速率越大,峰值应力附近的曲线平台越长,峰值应力、轴向应变和环向应变也越大,体应变则越小.不同加卸载速率比下含瓦斯煤变形模量均先迅速减小后缓慢减小,到破坏时再迅速降低,而后逐渐保持稳定趋势;在相同轴向应变时,加卸载速率比越小,煤样的变形模量越大.加卸载过程中,煤样的偏应力、渗透率与应变的关系可分为三个阶段:初始压密与弹性阶段、屈服破坏阶段和破坏后阶段.加卸载速率比越小,煤样达到峰值应力时,含瓦斯煤的渗透率和体积变形越大.     

密实散粒体宏微观特性的直剪试验离散元数值分析

为了分析直剪试验中试样内部的应力、应变状态,采用离散元商业软件PFC2D在不同围压下对密实散粒体进行了大量的数值模拟,分析了试验的边界效应,应力偏转,应力、应变路径以及颗粒群的微观运动状态.模拟结果表明:边界摩擦影响室内直剪试验的测试结果,所得密实散粒体的强度指标偏高,内摩擦角存在1.5°的误差;剪切过程中,主应力大小和方向均发生变化,中心点主应力偏转约44°.由剪切带内外颗粒运动状态和应力、应变路径分析可知,剪切带内部是主要的剪胀区,存在大幅度的加卸载反应,并且应力路径峰值超出了试样峰值强度包线;剪切带外体变较小,主要处于加载状态,应力路径峰值未超出试样残余强度包线.     

半导体异质结中场驱动下的散粒噪声特性

文章利用有效质量近似和Floquet理论,研究自旋轨道耦合和外场驱动作用下的半导体异质结中的散粒噪声特性。首先给出了系统中束缚态能级对外场的磁化强度的依赖,并进一步研究了低频极限下的零温散粒噪声对外加振荡场、两边的磁化强度及其夹角的依赖关系。外加振荡场使得散粒噪声谱中会出现光子辅助的双Fano共振峰现象。对于自旋向上的电子,散粒噪声随着交换劈裂能的增加而减小;但对于自旋向下的电子,散粒噪声随着交换劈裂能的增加而增大。较大交换劈裂能下,磁化夹角会使得散粒噪声谱发生劈裂现象,且随着交换劈裂能的增加,散粒噪声谱曲线中劈裂的双峰逐渐由对称转换为非对称。较弱外场会使得散粒噪声谱的双峰向相反方向移动,谷底的散粒噪声谱的高度会随着外场的减弱而增强。     

不同温度环境下加肋土工膜与砂土界面拉拔试验的颗粒流数值模拟

为了研究垃圾填埋场衬垫系统中加肋土工膜与砂土界面特性, 通过对比室内拉拔试验, 运用离散单元法的二维颗粒流程序(2D particle flow code, PFC$^{rm 2D})$, 模拟了不同加肋高度和温度组合下的加肋土工膜与砂土界面拉拔试验, 得到了加肋土工膜与砂土界面的宏观应力-应变曲线、细观颗粒间位移场和应力场的变化规律. 研究结果表明: 加肋土工膜与砂土界面的拉拔应力明显优于光面土工膜($h=0$ mm)与砂土界面; 界面极限拉拔应力随着加肋高度的增加而增大, 随着温度的升高而减小; 界面摩擦系数随着温度的升高而减小. 还从细观角度(颗粒位移和内部接触力)模拟研究了加肋土工膜与砂土界面拉拔试验. 研究结果表明: 加肋土工膜与砂土界面附近砂土颗粒的位移较大, 颗粒整体向左上方移动, 而肋块后部上方的砂土由于法向应力作用向下运动; 随着温度的升高或者加肋高度的减小, 加肋土工膜与砂土界面附近的颗粒位移变大, 稳定性变差; 拉拔模型内部左侧的接触力较大, 加肋土工膜附近的接触力也较大, 并向上下两边逐渐减小; 随着加肋高度的增加或者温度的降低, 加肋土工膜与砂土界面附近土体内部的接触力明显增大. 研究结果从宏观到细观较全面地描述了加肋土工膜与砂土界面拉拔试验的全过程.     

单电子晶体管中低频散粒噪声的特性分析

本文中,我们将双结系统的散粒噪声理论应用于单电子晶体管中,并准确地推导出两态情况下单电子晶体管噪声谱的解析表达式．进而对单电子晶体管中引起散粒噪声的因素作了简要的讨论．     

纳米器件中双势垒结构的散粒噪声分析及抑制

分析了纳米电子器件中散粒噪声的散射理论,通过对电导问题和散射问题相似性的讨论,得到一种基于双势垒结构纳米器件的散粒噪声抑制的方法。     

平面弹性接触问题的光弹性-数值组合解法

利用光弹性 -数值组合解法对平面弹性接触问题进行了研究 .利用边界积分方程 ,结合接触状态 ,形成接触问题的系统方程 .采用增量迭代的方法 ,通过计算程序求得数值解 .由光弹性实验得出实验解 ,并将此解与数值解进行比较 ,结果相近     

电场影响颗粒流流量的研究

颗粒流在电场下随电场的变化流量产生改变,对实验数据的研究发现,颗粒流量受电场影响的主要因素是颗粒所产生的涡流磁矩,而并不是原来认为的极化电荷。     

外力作用下二维六角密排颗粒系统中力的分布

讨论了在单个外力作用下二维六角密排颗粒系统中竖直方向作用力随层数以及参量G(i,j)的分布,通过计算发现该作用力的分布在很大程度上依赖于参量G(i,j)的变化,随着W(i,j)的减小,其分布会从高斯分布过渡到一种双峰的分布;而对于不同层的力的分布具有类似的形式.     

颗粒形状对裂缝封堵层细观结构稳定性的影响

裂缝封堵层结构与裂缝性地层封堵承压能力存在密切联系,并常常决定着钻井防漏堵漏作业的成败.为研究颗粒形状对裂缝封堵层细观结构稳定性的影响,选用5种不同形状的聚碳酸酯颗粒,模拟压力波动情况,开展裂缝封堵层剪切失稳的二维光弹实验,获得裂缝封堵层细观结构演化过程中的光弹图像,并运用Matlab处理光弹图像,析出强力链占比和强力...     

大载荷连续压入及整体材料弹塑性行为的研究

用自制的具有新颖性的压入仪,对ＧＣｒ１５,４０Ｃｒ,２０Ｃｒ和退火纯铝等块状材料进行了大载荷连续加载、卸载压入实验．实验结果表明,大载荷压入时,加载曲线的载荷与压入深度具有幂函数关系,卸载曲线为自变量（ｈ－ｈｒ）的幂函数;材料硬度的测定值与载荷大小或压入深度无关,即不存在硬度的压痕尺寸效应．由大载荷连续加载、卸载曲线可得被测材料的塑性功、弹性功、弹塑性比和硬度等材料性能指标．     

普通力学实验室自制光测聚碳酸酯模型材料的可行方法

本文介绍了利用力学实验室的常规设备,在高弹态热压二次成型光测聚碳酸酯模型材料的可行方法。其制品经光弹测试性能良好。     

残留压缩应力对倾斜裂纹变形的影响

对于具有中心孔的混合型条件下的裂纹,提出了用沿着裂纹的不连续变位量来直接计算裂纹的Ⅰ型和Ⅱ型应力扩大系数(KⅠ)mes和(KⅡ)mes的方法.在拉伸载荷的作用下,利用这种方法讨论了裂纹上下表面接触和裂纹周围存在的压缩残留应力对(KⅠ)mes和(KⅡ)mes产生的影响.其结果是,压缩残留应力的存在使(KⅠ)mes减小的同时,裂纹上下表面的相互接触使(KⅡ)mes下降.     

铁磁材料的动态磁致应变

针对磁处理用于降低材料残余应力时效果不稳定的问题,研究了磁处理参数的影响。通过实时测量磁处理过程中磁致应变的方法,研究了磁场磁通势、磁场变化频率和占空比对铁磁材料磁致应变的影响。结果发现,磁通势从0增大到40kA,铁磁材料的磁致应变增加,当大于40kA时,磁致应变趋于饱和,随着磁场变化频率和占空比的降低,铁磁材料的磁致应变增加,原因可以用磁场上升和下降的时间充裕来解释。该文的研究为选择和优化磁处理参数奠定了基础。     

循环加、卸载速率对砂岩变形和渗透特性的影响

通过煤岩热流固耦合试验系统(THM-2)对砂岩进行循环加、卸载试验,研究加、卸载速率对其变形和渗透特性的影响.结果表明:初始循环时,岩石的轴向变形量△ε1较大,随着循环试验的进行,△ε1趋于稳定,受卸载速率v2的影响较小.加载变形模量和卸载变形模量均逐渐上升,随着循环次数的增加,上升速度逐渐变缓;同一循环内,卸载变形模量大于加载变形模量,且随着加、卸载的进行,差值逐渐减小.加载阶段和卸载阶段渗透率变化量的差值随着循环次数的增加逐渐减小;从第5次循环开始,渗透率曲线呈“∞”形,渗透率演化规律可以用轴向应变的变化特点表征,轴向应变的变化量△εi1受到卸载速率vi2和应力加载上限σimax的综合作用,二者对应变在卸载初期起到积极的促进作用,三者之间的相互关系可用幂函数表达.