静电陀螺仪长球形空心转子径向变形设计

根据弹性力学薄壳理论的载荷弹性变形计算公式,应用小变形独立作用与合成原理,构建了静电陀螺仪空心转子表面径向载荷径向变形与离心载荷径向变形迭加的计算公式,并按径向变形迭加计算公式构造了两极长、赤道短的长球形空心转子。按径向变形设计的长球形空心转子,在高速旋转工作时能具有较为理想的圆球形。还以设计示例进行了说明。     

静电陀螺仪长球形空心转子径向变形设计

根据弹性力学薄壳理论的载荷弹性变形计算公式,应用小变形独立作用与合成原理,构建了静电陀螺仪空心转子表面径向载荷径向变形与离心载荷径向变形迭加的计算公式,并按径向变形迭加计算公式构造了两极长、赤道短的长球形空心转子.按径向变形设计的长球形空心转子,在高速旋转工作时能具有较为理想的圆球形.还以设计示例进行了说明.     

静电陀螺仪长球形空心铍转子的优化设计

从圆球形空心铍转子分别受径向拉力和离心力的径向变形分析入手,利用径向拉力构造了两极直径大、赤道直径小的长球形空心铍转子,并应用误差独立作用与合成原理构建了受径向拉力和离心力的径向综合变形解析计算公式。根据综合变形解析计算公式,建立了长球形空心铍转子以径向综合变形最小化为目标和以赤道壁厚、极点壁厚、环境压力、工作转速为设计变量的优化数学模型。最后,给出了长球形空心铍转子优化设计示例。     

圆锯片切线辊压适张处理的残余应力分析以及辊压参数优化

利用弹性力学接触理论推导了圆锯片适张处理后残余应力的大致分布,并根据切线辊压的原理建立实际的有限元分析模型,模拟分析了适张处理后圆锯片的残余应力分布,同时研究了适张半径,适张力大小以及适张角度对切线辊压适张效果的影响,根据圆锯片良好适张状态的应力分布特征确定最佳切线辊压参数.结果表明径向应力在辊压带内外均为压应力;切向应力从辊压带内的压应力逐渐向辊压带外的拉应力过渡,并在圆锯片外边缘达到最大值,当辊压力为1 500MPa,辊压半径为135mm以及辊压角度为36°时辊压效果最佳.     

静电陀螺仪长球形空心铍转子的优化设计

从圆球形空心铍转子分别受径向拉力和离心力的径向变形分析入手,利用径向拉力构造了两极直径大、赤道直径小的长球形空心铍转子,并应用误差独立作用与合成原理构建了受径向拉力和离心力的径向综合变形解析计算公式.根据综合变形解析计算公式,建立了长球形空心铍转子以径向综合变形最小化为目标和以赤道壁厚、极点壁厚、环境压力、工作转速为设计变量的优化数学模型.最后,给出了长球形空心铍转子优化设计示例.     

轴瓦合金层应力的有限元分析

建立了合金屋、钢背和轴承座的三层圆筒模型,利用ANSYS软件对轴瓦应力,尤其是合金层应力进行了计算,计算过程中考虑应力沿合金厚度方向的变化,结果显示,轴瓦周向应力分布取决于油膜压力的梯度,最大拉应力位于压力梯度最大处,而周向压应力的峰值则位于压力梯度方向改变处,径向应力的分布与滑膜压力的分布相同,压应力存在于油膜压力区域,径向应力与周向应力的最大值位于轴瓦合金层内表面,剪应力存在于压力峰值周围,并有一个转向过程,且剪应力的峰值位于轴瓦中截面合金层与钢背的结合处,理论计算证实,轴瓦合金层愈薄,疲劳强度愈高。     

Kerr型中子星与黑洞表面温度分布的研究

在广义相对论和弦引力理论框架下,研究了几种Kerr型转动天体表面温度的分布.分别计算了Kerr-Newman-Kasuya、Kerr-Newman-VGM以及Kerr-Sen度规下中子星两极温度和赤道温度之比;另外,还计算了Kerr-Newman-Kasuya以及Kerr-Sen黑洞表面的温度分布,并对这些温度分布的物理性质进行了比较和分析,结果表明这些转动天体的温度分布规律并不相同.此研究为天文观测中区分这些转动天体提供了一种新的探索途径.     

水箱拉丝机拉丝过程的有限元模拟仿真分析

以初始钢丝生产线为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件对水箱拉丝机第一道次拉拔过程进行模拟仿真,研究在拉拔过程中拉拔模锥角、摩擦系数和压下量对拉拔力的影响,并对其轴向应力和径向位移分布特点进行分析。结果表明,随着模锥角的增大,拉拔力呈先减小后增大的趋势,当模锥角为8°时,拉拔力最小;随着摩擦系数、压下量的增大,拉拔力随之增大;在出口处钢丝的外层轴向应力达到最大,由外层向内层轴向应力逐渐减小,钢丝前端应力达到均匀,且钢丝的模拟径向直径小于理论直径。     

转子叶片三维实体建模与应力分析

本文使用CAD软件CAXA建立三维转子叶片系统实体模型,将模型导入CAE软件Patran中进行有限元分析。在叶片顶端施加均匀剪切载荷,分析转子和叶片中的应力位移分布规律,结果表明各个叶片位移分布相同,顶端位移最大,mises应力和剪切应力则在叶片根部最大,mises应力和剪切应力沿叶片径向分布规律相同。所得结果可以为实验研究转子叶片系统提供数值参考。     

径向井压裂定向起裂机理研究

通过柱坐标系建立井筒及径向井眼的应力分布模型,利用张性破裂准则预测裂缝的起裂,并将模型导入MATLAB进行编程实例分析计算,得到不同条件下的近井带最大主应力分布,绘制最大主应力变化曲线,分析各参数对裂缝起裂的影响规律;同时利用大型真三维物模开展径向井引导裂缝定向起裂的实验研究,明确压裂裂缝的扩展状态,验证径向井对裂缝的定向起裂作用。通过理论分析及实验表明:无论外界条件如何改变,最优起裂位置仍然在径向井处;随方位角的增大最大主应力呈先增大后减小的规律变化;最大主应力随应力差的增大而增大;随径向井直径的增大最大主应力略微增大。     

Coronal structure and brightness profile of the total solar eclipse on August 1, 2008

Solar corona is the outermost part of the solar atmosphere. Coronal activities influence space environment between the Sun and the Earth, space weather and the Earth itself. The total solar eclipse （TSE） is the best opportunity to observe the solar corona on ground. During the TSE 2008, a series of images of the corona and partial eclipse of solar disk were obtained using telescope and CCD camera. After image processing, preliminary results of coronal structure are given, and radial brightness profiles of the corona in directions of pole and equator of the Sun are measured. Though in solar activity minimum, the shape and structure of the corona are not symmetry. The equatorial regions are more extent than the polar one, and there are also larger differences between the east and west equatorial regions and between the south and north polar regions. Coronal streamers on east side of the equator, particularly the largest one in east-south direction, are very obvious. The coronal plume in south polar region consists of more polar rays than that in north polar region. These structures are also shown in other observations and data of SOHO. The radial brightness profiles in directions of pole and equator are similar to those of the Van de Hulst model in solar minimum, but there are a few differences due to coronal activity, which is shown in the isophote map of the corona.     

板块运动的纬向重力模式

按照“纬向正常密度假说”的观点提出了“纬向密度异常”和“纬向重力”的概念,进而提出了板块运动的“纬向重力模式”,按照这一模式,纬向重力总是把地球物质从“纬向密度异常高”的地区推向、纬向密度异常低！”的地区,一方面,,纬向重力驱动岩石圈沿水平方向运动,另一方面,因纬向重力驱动软流圈物质沿水平方向运动而使得岩石圈沿垂直方向发生,同密度异常高地区的岩石圈会因软流圈物质的流失而下沉,纬向密度异常低地区的岩石圈会因为软流圈物质的补充而上升。     

大气对流层顶的臭氧时空分布变化

 利用1958~2001年的臭氧垂直分布和NCEP资料,计算出全球对流层顶的气候场,并对其空间分布、季节、年际和年代际演变进行了分析.结果表明:①对流层顶臭氧质量比呈纬向分布的特征明显,南北半球中纬度和南极为高值区,赤道和北极为低值区,且与对流层顶高度和温度场有对应关系;②从400~70 hPa的温度和臭氧质量比垂直经向剖面中,显现出对流层顶的上层和下层由于具有不同的物理和化学过程导致垂直分布存在差异;③对流层顶臭氧质量比纬向距平场的年代际变率具有不同位相的时空演变尺度,南半球的时空差异比北半球大,南极最不稳定,低纬和赤道地区幅度变化较小,但时间尺度较大;④极地各季节对流层顶的臭氧分布和高度场特征相似,低纬则与温度场分布较一致;⑤对流层顶断裂带中臭氧质量比最大值出现在春季,秋季为最小值,其对应的纬度存在明显的季节空间经向波动,夏季达到最高纬度,冬季到达最低纬度;⑥对流层顶臭氧质量比纬向距平的季节变率表现出准半年变化趋势,且两半球变化趋势相反.     

玉维高速科色特长隧道地应力特征及工程地质意义

玉维高速紧邻金沙江西岸,全程共30座隧道,隧道占总里程的52.55%,隧道建设中极有可能遇到复杂地质问题及地应力的影响。以玉维高速科色特长隧道地应力特征为研究对象,完成了6个点的地应力测试工作及岩石室内物理力学测试,结合构造稳定性、岩爆分级、隧道空间布置分析理论完成了该隧道工程地质意义研究。研究结果表明：地应力在垂直方向上随深度以似线性增长趋势,整体表现为“浅部以走滑型地应力场为主、深部以正断型地应力场为主”的规律;地应力特征表现为“浅部区域以水平构造应力为主,深部以垂直应力为主”;各测点的最大剪应力与平均应力之比值均未达到稳定临界值,隧道周边的构造相对稳定;岩爆级别随深度逐渐增大,但级别为中等至轻微;隧道方位分析表明,隧道（右幅）K24+995至K25+730段隧道方位不利,K25+730至K28+200段隧道方位有利。     

地幔对流及其对岩石圈作用的研究进展

在地球动力学领域,地幔对流作为框架式的基本假说存在,许多的地质现象和动力学活动都由其解释和展开。从地幔对流理论的提出背景出发,分别从地幔对流的发展历程及研究现状、研究方法等多个方面进行详细回顾和论述。主要针对地幔对流对岩石圈的作用,从宏观板块运动和岩石圈应力场两个方面展开了客观的分析。目前,地幔对流的研究还处于基础研究阶段,还需结合多种研究手段更加深入探究其机理和影响。最后提出当前地幔流动研究存在的问题,并展望地幔对流未来研究的目标方向。     

Mid-mantle deformation inferred from seismic anisotropy

With time, convective processes in the Earth's mantle will tend to align crystals, grains and inclusions. This mantle fabric is detectable seismologically, as it produces an anisotropy in material properties--in particular, a directional dependence in seismic-wave velocity. This alignment is enhanced at the boundaries of the mantle where there are rapid changes in the direction and magnitude of mantle flow, and therefore most observations of anisotropy are confined to the uppermost mantle or lithosphere and the lowermost-mantle analogue of the lithosphere, the D" region. Here we present evidence from shear-wave splitting measurements for mid-mantle anisotropy in the vicinity of the 660-km discontinuity, the boundary between the upper and lower mantle. Deep-focus earthquakes in the Tonga-Kermadec and New Hebrides subduction zones recorded at Australian seismograph stations record some of the largest values of shear-wave splitting hitherto reported. The results suggest that, at least locally, there may exist a mid-mantle boundary layer, which could indicate the impediment of flow between the upper and lower mantle in this region.     

干、湿大气环流模式中地表增温的经向分布及其机制

使用耦合了平板海洋的三维大气环流模式, 探究理想条件下极地增温放大现象的产生机制。实验中关闭海冰和云的辐射效应, 固定地表反照率, 并将海洋经向热量输送设置为零。通过控制地表蒸发的有无, 模拟湿大气和干大气两种情形。模拟结果显示, CO₂浓度加倍后, 湿大气环流模式中存在极地增温放大的现象, 而干大气环流模式中不存在这种现象。在干大气环流模式中, 地表增温幅度基本上不随纬度变化, 即均匀增温。湿大气环流模式中, CO₂浓度加倍导致的直接辐射强迫和水汽反馈导致的辐射效应都是热带比极地更强, 唯一能够解释湿大气中极地增温放大原因的是从赤道向极地的大气能量传输增强。在干大气环流模式中, 从赤道向极地的热量输送及其变化比湿大气弱很多, 因此无法支持极地增温放大现象。干大气中的均匀增温是CO₂的直接辐射强迫和普朗克效应相互竞争的结果。研究结果表明, 与水汽相关的经向热量输送是地球极地增温放大的关键因素, 而在基本上没有水汽的火星上, 可能不会出现极地增温放大现象。     

聚丙烯/硅藻土复合材料弯曲载荷下界面应力分布的有限元模拟

应用ANSYS软件对硅藻土填充聚丙烯复合材料弯曲载荷下的界面应力分布进行有限元模拟。结果表明,PP树脂与硅藻土粒子之间界面区各方向的正应力、等效应力、以及XY方向上的剪切应力均于硅藻土粒子的极点处达到最大值,并沿界面朝赤道方向逐渐减小;而YZ方向上的剪切应力在粒子的极点附近为最小,然后逐渐增大,在距极点约30°处达到到最大值;随后又回落,于距极点约40°附近后,变化趋于平缓。     

莱州湾凹陷油气成藏动力学特征

莱州湾凹陷是渤海海域勘探的新区.通过对莱州湾凹陷温压场、应力场、流体势分析,结合该区油气成藏地质条件,莱州湾凹陷明下至沙四段成藏动力学系统可划分为自源高压封闭、混源常压半封闭、他源常压开放3类成藏动力学系统;成藏动力特征决定了莱州湾凹陷油气以断层运移、垂向运聚为主.北部陡坡带和中央构造带自源高压封闭、混源常压半封闭成藏动力学系统为下阶段勘探的主要目的层系,次之为东部走滑带他源常压开放成藏动力学系统.     

塔里木盆地巴楚断隆中新生代的构造演化

巴楚断隆的形态、成因及边界断裂与其南北两侧前陆凹陷的形成戚息相关。在印度板块向欧亚板块俯冲的大背景下,巴楚前缘断隆受西南坳陷和阿瓦提凹陷的影响,新生代时构造体制发生反转,边界向南北迁移。根据其发育过程特征,作者用复合前缘隆起两端迁移模式对复合前缘隆起独特的构造发育史进行了解释：即三叠纪以来岩石圈各圈层同步挠曲变形。随着挤压应力场的增大,巴楚隆起在挠曲基础上不断抬升,形成几条大型断裂带。巴楚断隆作为一个整体沿着这几条深断裂发生剪切滑动,平面上表现为向冲断带迁移。在宁静期岩石圈回跳,整体向下滑动,发育负反转构造,平面上为向隆起轴部的迁移。前缘隆起向南北凹陷迁移时可能会在前缘隆起上出现局部伸展体制。