钴结壳螺旋切削采矿头截齿最大载荷的分布特性

考虑海水力的作用,建立深海钴结壳微地形的数学模型和采矿头截齿切削过程的数学模型,应用Matlab软件GUI工具编制相应的仿真程序,并通过实验验证仿真模型的正确性和仿真软件的工程有效性。在此基础上,随机生成200个典型海底地形,对采矿头截齿最大载荷的分布特性进行研究;应用置信度为0.95的柯尔莫哥洛夫-斯米尔诺夫(Kolmogorov-Smirnov)检验验证参数估计所得的正态总体与样本数据的一致性。仿真结果表明:截齿最大载荷的分布偏于正态分布;通过置信度为0.95的参数估计,得出最大载荷正态分布概率密度函数的参数μ和σ2及其置信区间;由3σ规则确定了截齿最大载荷以99.73%的概率落于区间[2.027 0 11.110 0],截齿最大载荷基本不超过11.11 kN。     

富钴结壳采集头切削特性相似实验研究

螺旋切削式采集头的结构参数和工作参数,尤其是切削深度,直接影响到采集头的力学特性和切削产物的粒度分布规律.通过建立的相似试验台进行了一系列的试验,研究了不同切削深度对截齿截割力、采集头扭矩、功率、比能耗、波动性及粒度分布的影响.相似试验结果表明,当切削深度在30 mm以内时,截齿平均力为160～300 N、采集头平均力矩为400～1100 N·m;比能耗为3～9 kWh/t;截齿力的波动系数为3～4.5、力矩的波动系数0.6～1.2;钴结壳模拟料破碎粒度的粒径都小于50 mm,证明现有结构的模型采集头能够满足钴结壳开采的需要.图7,参9.     

水射流切削钴结壳性能研究

建立了水射流系统的动力学模型,通过仿真研究获取了水射流系统参数与水射流切削性能的作用规律．仿真结果表明：水射流的有效作业距离为水射流的等速区长度;水射流的工作压力越高,水射流的出口速度越大;喷嘴的轴向射流速度变化与围压无关．开展了水射流切削钴结壳模拟料性能实验研究．实验结果表明：水射流切削钴结壳模拟料时存在一个门槛压力...     

富钴结壳破碎细观机理实验研究

在单轴载荷作用下对原状深海富钴结壳破坏全过程的细观损伤扩展规律进行实时CT试验,得到不同载荷作用下钴结壳与基岩中孔洞和微裂纹被压密、微裂纹萌生、破坏卸载等各个阶段的CT图像;根据试验数据绘制钴结壳与基岩单轴压缩下应力-应变全过程曲线并对其分阶段进行分析,同时,对得到的数据进行分析.研究结果表明：钴结壳与基岩的损伤演化具有局部化现象和不均匀性,裂纹的扩展路径大致沿着高密度区与低密度区的分界面,其内部裂纹的扩展导致它被最终破坏,这可为构建钴结壳的损伤破坏本构模型、开发和设计深海钴结壳开采设备提供依据.     

水射流辅助刀具切削钴结壳

为了减小钴结壳切削过程中产生的冲击载荷,提高集矿机的行走安全性,提出了水射流辅助刀具切削钴结壳的切削方法.分析了单个截齿切削钴结壳时的受力情况,建立了水射流辅助刀具切削钴结壳的力学模型,通过仿真计算获取了水射流压力和刀具在钴结壳表面产生初始裂纹所需最小切削力的作用规律.仿真结果表明:与纯刀具切削相比,当水射流作用点和刀具作用点重合时,刀具在钴结壳表面产生初始裂纹所需的最小切削力明显下降;随着水射流压力的增加,刀具所需的最小切削力急剧下降.开展了水射流辅助刀具切削钴结壳模拟料实验.实验结果表明:与纯刀具切削钴结壳相比,水射流辅助刀具切削钴结壳时,切削过程中冲击载荷的最大值明显下降,当射流压力为5 MPa时,冲击载荷的最大值下降约50%,有效值下降约10%.     

富钴结壳采集头工作参数优化设计

在6km水下采集富钴结壳，其能耗是一个突出的问题．以采集头的行走速度、滚筒切割速度、切削深度及截齿的截线距为设计变量，以采集头最小切削能耗为目标，建立了采集头工作参数优化设计模型．设计模糊控制器嵌入到遗传算法中控制交叉率、变异率的自动调整，利用模糊遗传算法对模型进行优化，得到最优切削深度、截齿的截线距、采矿车行走速度、采集头切割速度及最小功率分别为3．0993cm、5．5979cm.0.2889m／s、0，3535m／s和149．6229kW．水池试验证明优化结果令人满意，图6，表2，参8     

富钴结壳振动剥离破碎的实验研究

在自行设计制造的矿岩振动剥离破碎试验台上,引入振动加载环节,对钴结壳的剥离破碎关键技术进行实验研究,并对模拟钻结壳在有、无振动加载2种情况下的剥离破碎进行正交对比实验.研究结果表明,通过正交对比实验发现振动加载降低了钴结壳的破碎"能耗",获得主要振动参数影响钴结壳剥离破碎的规律,得到实验螺旋滚筒振动剥离破碎钴结壳的一组最优加载参数中偏心块加载,刀具安装角度为45°,振动频率为50 Hz,平台移动速度为0.6 m/min,滚筒转速为25 r/min;施加合适的振动载荷,螺旋滚筒切削破碎时的平均驱动油压下降22.9%,振动剥离破碎能有效地降低螺旋滚筒切削能耗.     

深海钴结壳采集微地形探测技术实验研究

通过地表高程信息计算最佳采集深度是解决钴结壳开采贫化问题的关键技术之一。根据钴结壳的赋存环境和开采方法,提出了一种摆动式超声单波束微地形探测方法。为了检验该方法的可行性,成功搭建了实验台,并验证了该实验台的垂直探测精度可达到厘米级;提出了一种改进型数据加窗算法,进一步提高了高程异常值被剔除的准确性;提出了采用线性相关系数法解决支持向量线性与非线性回归的选择问题;提出并证明了高斯径向基参数σ可根据测线上的坡度、坡长信息来确定。     

矸石破碎块度的分形性质及计算方法

用分形几何方法对破碎矸石块度进行了统计分析，结果表明，分形维数D是反映矸石破碎程度恰当的统计特征量，同时，分析了两种破碎块度分布函数，并基于幂率关系建立了一种新的块度表达式。     

基于遗传算法的大洋富钴结壳开采的切削深度优化控制

针对大洋富钴结壳开采过程中微地形的复杂性,论述了富钴结壳开采的采集率、废石混入率与切削深度间的关系,进一步分析了在开采中达到某一控制废石混入率时,与切削深度相应的采集率所出现的多极值性问题;在此基础上,引入了遗传算法,并利用其全局寻优性成功地解决了在达到控制废石混入率时获得最大采集率的切削深度的控制问题.文中给出了遗传算法在解决本问题中的具体实施过程,并对实例进行了计算,得出了满意的结果.从而为大洋深海开采的切削深度的控制提出了一解决途径.图4,表1,参12.     

摆动式单波束超声波水下微地形探测

在分析各种水下地形测量方法及其特点的基础上,提出应用互相关超声波测距方法进行水下微地形高程数据测量。通过发射信号与回波信号进行互相关运算精确捕捉回波信号的到达时刻以实现高程数据的测量。设计一种以单探头单波束超声波测距为基础的水下微地形测量系统,并分析信号处理电路和数字信号处理方法。对不同地形和不同底质的地形进行高程数据测量,对海底模拟地形进行探测与重构。研究结果表明:经过时间增益控制和滤波处理后的信号所含有的噪声和混响信号得到了抑制;应用互相关超声波测距方法得到的高程数据误差在-1~1 cm以内;生成的微地形图真实地反映了被测地形的地貌特征。     

分形插值在砂体展布规律研究中的应用

本文提出了采用分形插值方法对砂体的展布规律进行研究,从全新的角度为油气勘探、开发提供更多的技术支持.分析论证了使用分形插值方法研究砂体展布的可行性,并以塔巴庙地区太原组砂体为例,做出了砂体展布的平面展布图和三维展布图,由此对砂体展布规律进行了预测,结果较符合工程实际.     

工艺参数对FGH95合金粉末粒度分布分维数的影响

讨论了粉末粒度分布的分形表示方法,并利用分形几何理论研究了用等离子旋转电极雾化法制取的FGH95合金粉末粒度分布分维数与工艺参数之间的关系.研究结果表明,FGH95合金粉末粒度呈分形分布,电极转速ω与粉末粒度分布分维数D之间的关系为ω=755.04 322.37D,而等离子体枪与电极棒之间的距离对分维数的影响不大.     

旅游流规模分布的分形与分维——以我国入境旅游为例

目的论证旅游流规模分布的分形结构,并给出基于容量维、信息维的旅游流规模分布的分形研究方法。方法假设验证,实证研究。结果中国入境旅游流的规模分布表现出明显的分形结构特征,各年度容量维数、信息维数图都存在明显的无标度区;入境旅游流等级差异呈缩小趋势,规模小的旅游流发育快,地位相对增强;规模较大的旅游流发育慢,地位相对降低;旅游流规模分布趋向集中,从较正规的帕雷托分布向齐夫分布转变;危机事件对入境旅游流规模结构产生明显影响。结论旅游流规模分布属于分形结构;旅游流规模分布的容量维、信息维模型能够反映其规模分布的均衡程度,集中程度和等级差异变化;危机事件会对旅游流规模结构产生影响,影响力大小与旅游流规模呈反比。     

微观物理模拟水驱油实验及残余油分布分形特征研究

研究制作了能真实反映岩石孔隙结构的微观仿真孔隙模型，应用微观渗流物理实验模拟技术和图像分析技术，开展了微观模型水驱油物理模拟实验，对水驱油过程及微观物理模型中残余油的形成和分布进行了观察，模拟了不同驱替速度、孔隙结构、粘度比等条件下的水驱过程。应用分形几何学的基本理论，给出了数盒子法和R／S分析法定量研究微观残余油分形特征的关系式，结合水驱油残余油分布图像，建立了用分形维数定量表征残余油及空间分布的测定方法。研究结果表明，随驱替速度增大，形成的残余油量减少；随原油粘度增大，形成的残余油量增多。容量维数表征了残余油的多少，它与残余油饱和度、孔隙结构有关；分形维数则表征了残余油空间分布的非均质性，分形维数越大，残余油空间分布的非均质性越强。     

贵州地衣资源及其分布规律

在生物多样性中 ,地衣是一类很独特的生物。在植物资源宝库中 ,占有重要的地位 ,为了今后有效地利用这类自然资源 ,作者对贵州省地衣资源作了较为全面系统地调查。共记有 71种 (3变种 ,1亚种 )隶属 17属 ,10科 ,其中有 48种为贵州新记录 ;并对贵州地衣的分布规律作了初步探讨     

基于Zipf定律的森林资源规模分析

利用Zipf定律与分形理论对我国森林资源规模分布进行了定量分析。结果表明：无论是以有林地面积还是以活立木蓄积量为指标,我国森林资源的规模分布均符合Zipf定律,通过Zipf定律把握森林资源规模的分布是可行的。其中有林地规模分布的无标度区说明我国有林地资源分布具有良好的空间结构;蓄积量规模分布的双分形特征说明蓄积量资源分布的结构仍有进一步优化的空间。