多孔铁中冲击波压力特性的研究

研究孔隙度和粒度参数对爆炸载荷作用下多孔铁中冲击波压力特性的影响。方法 采用锰铜压阻实验对多孔铁冲击液压力进行测量。结果 契机珠爆炸载荷作用下,多孔铁中初始冲击波压力随孔隙度增大而下降,当孔隙增大到０．３５后,冲击波传播衰减效应随孔度增大而减弱;当粒度大于２５０目时,初始冲击波压力随粒度减小而显下降,当粒度小于２５０目后,冲击波传播衰减效应随粒度减小呈逐渐弱趋势。     

爆炸载荷下多孔材料中理论初始冲击波特性

目的 研究爆炸载荷下初始孔隙度对多孔材料中初始冲击波的影响特性理论,方法 从经典爆轰理论出发,结合多孔材料冲击Ｈｕｇｏｎｉｏｔ方程,建立多孔材料中初始冲击波参数理论模型,结果 初始孔隙地多孔材料中初始冲击波影响特性的理论计算结果与实验吻合较好,结论采用理论模型可有效预估爆炸载荷下多孔材料中的初始冲击性。     

用精密示波器测量多孔铁冲击高压实验

采用大宽带示波器测量了初始密度为6．151g／cm^3及6，725g／cm^3的多孔铁冲击压缩数据。实验测量结果与采用三项式物态方程的理论计算一致。得到两种初始密度多孔铁冲击压缩参数的可靠数值。     

冲击作用下多孔材料热力学特征的模拟与分析

强冲击波的作用可在多孔材料中诱发复杂的时空耗散过程,在这期间系统整体处于远离平衡的状态,对这一过程的稳定模拟和结果分析均具有较强的挑战性。使用近期针对超高速碰撞而发展起来的物质点方法对这一过程进行模拟,引入积分几何和数值图像处理中的形态学描述来处理和分析系统热力学特征量例如温度的Turing斑图, 揭示出3个Minkowski泛函(白色区域相对面积、边界总长度、欧拉特征量)与系统中“高温区”所占份额、“热点”在空间的分布方式之间的对应,揭示出Minkowski泛函演化特征与冲击波及多孔材料相互作用过程之间的对应。研究了孔隙度和冲击波强度对物质状态参量的影响。     

包含多孔媒质的柱状复合结构中轴对称声导波

利用Ｂｉｏｔ多孔媒质声学理论及多孔媒质界面边界条件，导出了包含多孔媒质的柱状复合结构中轴对称声导波的广义色散方程，考察了流体和多孔媒质界面状况及多孔媒质中慢纵波对轴对称声导波色散特性的影响．数值计算了包含多孔媒质的柱状复合结构中低阶轴对称声导波模式相速度与多孔媒质层的孔隙度和厚度之间的关系     

爆炸烧结中多孔材料等压推广冲击状态方程

针对多孔材料在高速冲击下的孔隙闭合特征推导出计入熔化效应的反映孔隙塌缩的p-α(压力-孔隙度)关系式;从密实体的冲击绝热方程出发,利用密实体的冲击雨贡尼奥(Hugoniot)数据沿等压线推广得到了多孔体的冲击状态方程.利用计入熔化效应的p-α关系式和等压推广的多孔材料冲击状态方程计算了多孔铁粉的p-v(压力-比容)和D-u(冲击波速-质点运动速度)关系,计算结果同冲击压缩实验数据符合良好,除个别实验点外,相对误差均小于4%,证实该方程有较好的计算精度.     

基于多孔介质模型的储层裂缝孔隙度计算方法

针对裂缝性储层裂缝孔隙度定量计算的难题,提出了一种基于多孔介质模型的储层裂缝孔隙度计算方法。通过定义孔隙纵横比谱函数表征岩石裂缝分布特征及对岩石宏观岩石物理特征的影响,并代入多孔介质模型中,建立含裂缝条件下多孔介质模型。理论正演表明,孔隙纵横比谱分布特征与岩石体积模量变化一一对应,通过建立岩石模量反演函数,利用现场阵列声波测井资料实现孔隙纵横比谱定量反演,进而计算裂缝孔隙度。应用结果表明,计算的裂缝孔隙度能够较好地反映储层裂缝发育情况,与电成像测井计算结果吻合较好,文中方法所计算的裂缝孔隙度符合实际生产情况,为裂缝孔隙度计算提供一种新的途径,扩展了阵列声波测井应用范围。     

起始冲击波和抑制器抑制效率的比较实验研究

发动机燃气射流产生的起始冲击波对于承载体具有破坏作用，必须采取抑制措施减弱其影响。多孔抑制器就是采用抑制措施之一。该文对具有不同开孔率的超始冲击波抑制器的抑制效率进行了对比实验研究。实验中采用了实验发动机，并且测量了燃气射流所产生的起始冲击波在弧面刚性斜板上的反射压力。通过于子波的分析方法，对压力数据进行了分析，获得了基于子波系数的频带能量谱和冲击波强度指数。提出了评估抑制器抑制效率的2抑制效率，即峰值抑制效率和强度指数抑制效率。研究结果表明，抑制器对火箭导弹发射的起始冲击波有抑制作用，开孔率较小时在近场有较好的抑制效果。     

球形装药水下爆炸初始冲击波能量计算

文中运用流体动力学理论,水中冲击波理论,对某些工业炸药和单质炸药水下爆炸后爆炸气体产物与水交界面初始冲击波参数及初始冲击波能量进行了计算.计算结果可为炸药水下爆炸总能量提供依据.     

多孔介质中铁的吸附分配和迁移特征

为了掌握多孔介质中铁的吸附分配和迁移特征,采用室内试验和数学模拟的方法,研究了地下水中铁的迁移规律。结果表明:天津市7类多孔介质对铁的吸附均符合Langmuir吸附模式;多孔介质颗粒越细,吸附铁的能力较强,铁迁移滞后系数越大,迁移性越差,颗粒较粗,吸附铁的能力较差,铁迁移滞后系数越小,迁移性越好;在多孔介质中,铁随地下水流动的迁移能力极差。该成果对研究地下水中铁的迁移具有一定的参考价值和指导意义。     

半固态过共晶高铬铸铁的冲击及磨损性能研究

通过倾斜冷却体法制备了组织中初生碳化物明显细化的半固态过共晶高铬铸铁,其冲击韧性值较常规过共晶高铬铸铁试样提高了大约1倍以上;以常规亚共晶高铬铸铁为标样进行三体磨料磨损试验,结果表明半固态过共晶高铬铸铁与常规过共晶高铬铸铁的相对耐磨性分别比亚共晶高铬铸铁提高了32%和49%.对半固态过共晶高铬铸铁试样的微观分析表明,组织中存在大量的缩松,这对于半固态高铬铸铁韧性、硬度及耐磨性的提高产生了不利的影响,减少或消除缩松对于进一步提高半固态过共晶高铬铸铁的性能具有重要意义.     

微观缩松对蠕铁微观组织和力学性能的影响

微观缩松缺陷的位置分布、体积大小表现出随机性特点,会对材料微观组织和宏观力学性能产生影响. 通过微观组织观测,研究了微观缩松对蠕墨铸铁材料微观组织的影响. 同时,建立了含微观缩松缺陷的三维代表性体积元模型,通过施加周期性边界条件和拉伸位移载荷,研究了微观缩松对蠕墨铸铁材料宏观力学性能的影响. 结果表明,蠕铁材料微观缩松缺陷周围组织中含有Ce,Mg元素,表明稀土蠕化剂与所研究的蠕墨铸铁的微观缩松的形成有密切联系,增加了材料内部形成微观缩松的倾向. 随着材料内部微观缩松体积分数的增加,材料的宏观等效弹性模量呈线性降低;微观缩松还会造成材料内局部区域的应力集中,易于微小裂纹的萌生及扩展.      

数字岩心孔隙结构的分形表征及渗透率预测

基于多孔介质孔隙结构的分形理论,对9种数字岩心样品的孔隙相和固体相结构进行了分形表征.计算结果表明固体相的分形维数通常要大于孔隙相的分形维数,其分形标度区间的宽度要小于孔隙相的标度区间宽度.这表明数字岩心是一种近似两相分形多孔介质.在此基础上,对9种数字岩心样品的孔隙度、体积分数和渗透率进行了预测.预测结果表明数字岩心孔隙结构的分形理论在描述介质的孔隙度和渗透率方面是有效的.而且在近似两相分形介质中,对固相的分形描述似乎更加有效.当用分形理论对数字岩心样品的渗透率进行预测时,其准确地确定最大孔隙尺寸至关重要.最后,通过对比发现,在预测渗透率方面,采用的FT方法要比目前国际上通用的PNEM方法更加准确,也更加具有普适性和计算成本更低.     

不同初始孔隙率混凝土的声发射试验及损伤分形特征分析

为探索混凝土声发射信号特征参数与其损伤的演化关系,对单轴多级循环加载条件下的不同初始孔隙率混凝土试件进行了声发射试验.引入活跃系数对声发射现象发生的活跃程度进行表述,提出基于声发射能量评价混凝土服役状态的方法,分形理论分析了混凝土破坏过程中声发射能量分形维数（关联维数）的演化特征.结果表明:不同初始孔隙率混凝土试块声发射能量和声发射能量关联维数随加载进程的变化趋势基本相同,失稳破坏的临界位置相当.在混凝土破坏过程中,当声发射能量峰值下降后再次激增、能量均值超过100 m V· ms且活跃系数在20~70范围内连续放缓的现象出现时,预示混凝土材料的破坏.声发射能量关联维数随加载进程下降表明出现损伤,持续下降后并呈水平趋势,标志混凝土结构临近极限承载力.      

颗粒型多孔材料孔隙率理论分析和实验研究

颗粒型多孔材料中基体颗粒存在多种堆积形式,分为绝对稳定堆积和亚稳定堆积。建立无边界影响的堆积颗粒型多孔材料孔隙率理论模型,获得无边界影响下多孔材料的理论孔隙率。理论分析认为每种堆积形式存在的概率相等,推导获得颗粒型多孔材料的孔隙率为定值0.377。通过与文献数据对比,发现该数值与文献数据吻合良好。此外,通过实验研究发现,当多孔材料直径与颗粒小球粒径比值增大时,即多孔材料边界效应减弱,实验获得多孔材料孔隙率越接近该数值,从而证明了该数值的正确性。     

Experimental study on moving boundaries of fluid flow in porous media

Researches on the boundary shape of fluid flow in porous media play an important role in engineering practices, such as petroleum exploitation, nuclear waste disposal and groundwater contamination. In this paper, six types of artificial porous samples （emery jade） with different porosities are manufactured. With the background of slow flow in porous media, laboratory experiments are carried out by observing the movement of five types of fluids with different dynamic viscosities in various types of porous media. A digital video recorder is employed to record the complete process of the fluid flow in the porous media. Based on the digital photos of the moving boundaries of fluid flow in porous media, the average displacement and fractal dimension of the moving boundary are estimated for different combinations of porosity and dynamic viscosity. Moreover, the evolution behavior of the average velocity and fractal dimension of the moving boundary with time is known. The statistical relations of the average velocity, the fractal dimension of the moving boundary and the porosity of porous media and the dynamic viscosity of fluids are proposed in this paper. It is shown that the front shape of the moving boundary of fluid flow in porous media is an integrated result of the porosity of porous media and the dynamic viscosity of fluids.     

Effects of copper content on the shell characteristics of hollow steel spheres manufactured using an advanced powder metallurgy technique

Metallic hollow spheres are used as base materials in the manufacture of hollow sphere structures and metallic foams. In this study, steel hollow spheres were successfully manufactured using an advanced powder metallurgy technique. The spheres’ shells were characterized by optical microscopy in conjunction with microstructural image analysis software, scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), and X-ray diffraction (XRD). The microscopic evaluations revealed that the shells consist of sintered iron powder, sintered copper powder, sodium silicate, and porosity regions. In addition, the effects of copper content on various parameters such as shell defects, microcracks, thickness, and porosities were investigated. The results indicated that increasing the copper content results in decreases in the surface fraction of shell porosities and the number of microcracks and an increase in shell thickness.     

透气塞吹氮处理对过共晶铸铁石墨形态和石墨漂浮的影响

本文研究了用不同孔径透气塞吹氮处理高炉铁水及过共晶重熔铁水对铸铁石墨和 性能的影响．研究结果表明用工业透气塞吹氮处理能显著减少石墨漂浮；不同孔径的 透气塞吹氮处理对过共品铸铣的石墨形态有不同程度的影响，经过吹氮处理，片状石 墨变成了点状、团片伏、球状石墨．从而显著地提高机械性能。此项研究结果为高炉 铁水直接浇注捉洪一种新的工艺方法。