不耦合装药时孔壁压力的理论分析和求算

炮孔装药结构分为耦合装药和不耦合装药,后者因不耦合介质不同由可分多种不耦合装药形式,较常用的是空气不耦合装药和水不耦合装药。水不耦合装药,爆轰波冲击压缩水介质激起水中冲击波,由水将爆炸压力传递给岩石,孔壁冲击压力降低;而空气不耦合装药,爆轰产物则膨胀充满炮孔后再作用于孔壁,孔壁压力最小。且随着装药不耦合系数值增大,孔壁压力降低,空气不耦合装药时孔壁压力下降速率更快。     

不耦合装药爆破效应数值分析

不耦合装药是现代爆破技术应用的主要措施之一。利用有限元程序ANSYS/LSDYNA首先对不同不耦合系数条件下的爆破进行了数值模拟,然后对偏心和同心不耦合装药爆破进行了对比分析。计算结果表明,不耦合系数取3.0比较合理,偏心不耦合装药爆破在孔壁会产生明显的偏心效应。     

孔壁变形及不耦合缓冲作用

本文根据理论分析,给出孔壁压力的计算方法、认为孔壁压力随时间的变化规律可以用指数函数来表示。比较耦合装药与不耦合装药情况下的孔壁压力,进一步证明了不耦合的缓冲作用。不耦合装药的缓冲作册随不耦合系数的增大而增大。在光面爆破工程中,装药量的计算可以把孔壁作为刚体考虑;炮孔堵塞的运动规律可以按一维问题处理。     

不耦合装药结构对岩石爆破的影响

为了研究不耦合装药结构对爆破效果的影响,在实验室中采用水泥砂浆模型对不耦合装药结构进行了模型实验,并对爆破块度和爆炸应力波进行筛选及统计与测试分析.采用AUTODYNA有限元分析软件对不耦合装药结构爆炸应力波在岩石传播过程中粉碎圈、裂隙形成进行了数值模拟研究.模型实验研究表明,不耦合装药结构可提高炸药能量利用率及改善爆破块度分布;数值模拟结果显示,炸药和炮孔壁之间的间隙可以改变应力波在炮孔壁上的加载率,延长了应力波和气体的作用时间,显著地降低了粉碎圈厚度,提高了炸药能量的利用率和爆破的效果.     

空气间隔与耦合装药混凝土爆破对比分析

采用动力有限元软件LS-DYNA分析空气间隔装药与耦合装药结构对混凝土介质的破坏机理,结合混凝土模型对两种装药结构进行了光面爆破试验。结果表明,采用空气间隔装药结构进行爆破后,混凝土表面平整度要优于无空气间隔的情况;空气间隔装药结构能调节炸药能量分布,使孔内爆炸压力沿炮孔轴向的分布更均匀,从而提高炸药爆炸能量的有效利用率。     

孔壁压力计算方法的探讨

本文依物理学基本定律对不同装药结构进行分析,给出了耦合装药在冲击荷载超过岩石变形曲线上的临界应力时,按冲击波理论计算孔壁压力;否则,按弹性波理论来计算;不耦合装药时按弹性波理论计算。     

边坡分段装药炮孔的压力变化与爆破效果

具有分段装药结构炮孔的缓冲孔爆破是边坡控制爆破方法之一。通过对分段装药炮孔中填物的轴向压缩运动分析。计算出了爆破作用初期炮孔压力随时间的变化关系。缓冲单孔和普通单孔的台阶爆破漏斗试验,以及带缓冲孔的爆区和普通孔生产爆区爆后的坡面裂隙调查都证明了,由于分段装药缓冲孔的初期压力较低,减轻了对孔壁的破坏,对边坡的完整及稳定大有好处。     

不同耦合装药结构的爆破效果分析

为了研究不耦合装药结构与不同介质耦合装药结构的定向断裂光面爆破效果,得到最佳装药结构,从而解决工程爆破中存在的技术问题.以华泰煤矿为工程背景,采用4种装药结构,分别通过实验室实验和现场工业实验对水-空气耦合、水耦合、空气耦合和水不耦合进行巷道围岩的爆破效果进行分析对比,实验结果证明,在华泰煤矿采用水耦合爆破,可使围岩或预留岩面的完整性、稳定性较好.     

不耦合装药爆炸波分离及衰减规律的试验研究

通过混凝土中爆炸试验,实测不耦合装药系数K为2.0,2.5,3.0和3.5时,距爆源中心距离R在8～16 cm范围内的爆炸波径向动应变信号和爆后混凝土损伤变量D分布;将爆炸波分离为爆炸冲击波区、应力波区及爆生气体膨胀作用区,并就各分离区的应力峰值σmax、加卸载应变率峰值εmax、质点运动速度峰值umax与K和R之间的关系进行研究.研究结果表明:爆炸冲击波σmax为752～1 720 MPa,umax为95.9～184.0m/s,作用时间约3μS,加卸载应变率ε以(4.85～10.00)x 104/s的峰值呈周期变化,σmax,εmax和umax随K和R的增大而减小;应力波作用形式以压、拉应力为主,加卸载应变率ε和质点运动速度u在2.6～3.8μs内近似呈周期变化,σmax,εmax和umax随K和R变化复杂,且在损伤边界显著增大;爆生气体膨胀作用区以持续的拉或压应力为主,也在损伤边界显著增大,ε和u近似为0,作用时间约17μs,σmax随K的增大基本不变.     

不耦合装药降低油母页岩尾矿率的爆破技术试验

为研究不耦合装药对油母页岩尾矿率的影响,以抚顺东露天矿为研究对象,通过理论分析,得到合理的不耦合装药方案.利用KUS模型进行模型建立、采用数值模拟软件ANSYS/LS-DYNA对理论分析的结论进行模拟,得到炸药爆炸过程中产生的最大拉应力.数值模拟的结果表明:同时采用轴向(上、下部联合使用空气间隔)和径向完全不耦合装药,能够得到较好的爆破效果,并且避免根底的出现.为验证理论分析和数值模拟的合理性,在抚顺东露天矿进行了现场试验,试验结果表明:采用不耦合装药可以达到降低尾矿率的目的.     

基于非吸附平衡的钻孔周围瓦斯压力分布规律

传统钻孔周围瓦斯压力分布规律研究均以煤体对瓦斯的吸附处于平衡状态为基础,但是,瓦斯流动本身就会使得这种平衡被打破。本研究首先对瓦斯流动条件下的吸附平衡性实验方案进行了设计,并开展了相应的实验研究;在此基础上,对处于非吸附平衡条件下的钻孔周围瓦斯压力分布规律进行了研究,得出了钻孔周围煤层瓦斯压力计算表达式。研究结果表明,在瓦斯流动条件下,煤体对瓦斯的吸附作用处于非平衡状态,钻孔周围煤层瓦斯压力随时间基本呈线性规律下降。采用瓦斯压力指标对预抽煤层瓦斯消突效果进行检验,可能出现低指标突出现象,建议改用瓦斯含量指标。     

基于初始压力间断的冲击波模拟方法

冲击波是引起结构破坏的首要因素,抗爆结构性能分析通常有两种方法,一是把冲击波以压力函数的形式直接加于结构上;二是通过分别建立炸药与空气的网格模拟得到冲击波,然后将冲击波荷载以节点速度或加速度的形式耦合到结构结点上进行计算.前一种方法基于许多假定,不够真实,而爆炸模拟存在的问题较多,主要是炸药网格单元较小,由此考虑炸药单元与空气或结构单元网格的协调性会导致单元较多,计算量较大,峰值压力和作用时间的可调整范围有限.为解决上述问题提出用初始压力间断的原理直接生成冲击波的方法,并对决定冲击波峰值压力和作用时间的因素进行了分析.     

基于量纲分析的冲击波测量加速度寄生效应研究

为了得到冲击波压力测量中的高加速度寄生输出规律,使用量纲分析理论建立了测压结构加速度响应与冲击波参数及结构尺寸的关系模型,通过Ls-dyna仿真并进一步线性拟合得到模型中的未知参数;最后在冲击波实际测量环境中对模型进行了验证试验。结果表明,加速度效应峰值与压力峰值与结构尺寸有关,结构半径与厚度越大,加速度峰值越小,冲击波压力越大,加速度峰值越大;加速度寄生效应周期只与结构尺寸有关;该模型可用于估算冲击波测点传感器加速度寄生输出峰值及周期,可用于评估测压结构的加速度寄生效应。     

泥页岩井壁坍塌周期分析

应用力学／化学耦合理论对泥页岩井壁延迟坍塌机理进行了分析。以多孔介质渗流力学为基础，建立了近井壁地层孔隙压力的计算模型，计算了不同时期的临界坍塌压力，分析了钻井液物性参数对井壁稳定性的影响，得到了近井壁地层孔隙压力及强度参数在时空域内的分布，以及一定钻井液密度下泥页岩井壁坍塌破坏的时间。算例分析表明，在同一膜效率下，随着钻井液水活度增加，坍塌周期缩短；在同一钻井液水活度下，提高膜效率可以延长坍塌周期；钻井液水活度越小，膜效率的影响越显著。现场选择钻井液时，同时考虑水活度和膜效率并根据井壁坍塌压力改变钻井液密度，效果才会更好。     

Auroral substorm response to solar wind pressure shock

Two cases of auroral substorms have been studied with the Polar UVI data, which were associated with solar wind pressure shock arriving at the Earth. The global aurora activities started about 1–2 min after pressure shocks arrived at dayside magnetopause, then nightside auroras intensified rapidly 3–4 min later, with auroral substorm onset. The observations in synchronous orbit indicated that the compressing effects on magnetosphere were observed in their corresponding sites about 2 min after the pressure shocks impulse magnetopause. We propose that the auroral intensification and substorm onset possibly result from hydromagnetic wave produced by the pressure shock. The fast-mode wave propagates across the magnetotail lobes with higher local Alfven velocity, magnetotail was compressed rapidly and strong lobe field and cross-tail current were built in about 1–2 min, and furthermore the substorm was triggered due to an instability in current sheet.     

压电式压力传感器热冲击效应的试验研究

论述了瞬变温度对压电式压力传感器具有热冲击作用,并能改变传感器的预紧力、自振频率及灵敏度,形成瞬变温度误差。传感器的特殊膜片结构可以大大减小瞬变温度误差。通过对某2种压电式传感器的模拟热冲击效应的试验研究,阐述了热冲击对传感器的实际影响,并给出了测量数据及分析结果。     

非均布压力下的减振器节流阀片应力解析计算

根据减振器节流阀片力学模型,利用边界条件和变形连续性条件,给出了阀片在线性非均布压力作用下的变形曲面微分方程的通解.利用叠加原理,建立了减振器节流阀片在非均布压力下的变形解析计算式.根据阀片变形、内力和应力之间的关系,创建了在非均布压力下节流阀片径向、周向和复合应力解析计算式.通过实例,对节流阀片在不同非均布压力作用下的应力进行了解析计算,并利用ANSYS有限元软件进行数值仿真验证,解析计算结果与数值仿真结果吻合,相对偏差仅为1.41%.结果表明,所建立减振器节流阀片在非均布压力下的应力解析计算方法是正确可靠的,对减振器节流阀片设计和强度分析具有重要的应用价值.     

井壁失稳风险评价方法

针对井壁几何参数、力学性能参数和地层压力存在的随机性特点,对传统井壁稳定性系数评价方法的不足进行分析。根据可靠性理论,从力学角度建立井壁失稳风险评价方法。利用Monte-Carlo随机抽样法,计算井壁失稳的风险概率数值解,分析井壁围岩失稳风险概率分布规律,并与传统井壁稳定性系数进行对比,建立全井段井壁失稳风险评价方法。结果表明:井壁失稳风险评价方法和程序能够满足井壁失稳评价的需要;基于可靠性理论建立的井壁失稳风险评价方法,可对井壁的稳定性进行定量评价;井壁失稳风险概率评价指标,可为传统井壁稳定性系数的选取和不确定性条件下的井壁稳定性评价提供依据。     

智能化电池充电装置的研究

利用智能化充电装置、准恒压充电模式，在电池充电时，加入温度补偿系统和电压检测部件，采用模糊PID调节，较好地解决了三段式充电引起的电池损坏现象，延长了电池的使用寿命。     

对激波的讨论

本文讨论了激波的形成过程 ,给出了相应的数学推导 ,并求出激波在理想气体绝热过程中的传播速度。