变体机翼单向变形柔性蒙皮理论与实验研究

变体飞行器要求蒙皮在变形过程中具有一定的柔性以满足在特定方向大变形的需要,同时需要具备承受气动载荷的能力。以变弯度机翼为背景,研究了采用纤维增强弹性体方法制备的具有一维单向大变形能力的0泊松比柔性蒙皮。首先依据变形体理论给出了该柔性蒙皮结构的基本假定,然后采用增量关系对蒙皮非线性力学特性进行分析,建立了基于增量关系的理论模型;并通过试验对理论模型进行验证。结果表明,采用纤维增强弹性体方法设计的蒙皮具有高度的各向异性(两方向弹性模量的差距大于10~4数量级),同时在变形量不大于40%的条件下,具有稳定的应力应变关系,大变形方向弹性模量小于0.3 MPa。研究表明,纤维增强柔性蒙皮可部分满足单向拉伸变形的需要。     

致密砂岩储层泊松比的精确计算

由于测井资料计算的泊松比与地下岩石的真实特性存在一定的差异,故寻找精确计算泊松比的方法十分必要.以X区块致密砂岩储层为研究对象,以岩心实验资料为基础,分析了实验结果与测井资料计算结果之间的差异及其原因,并在此基础上建立了泊松比的精确计算模型.通过对目的区块的实际资料处理,验证了该模型的可靠性.该模型计算精度较高,其结果完全能满足X区块岩石力学特性研究和井眼稳定性研究的需要.     

速生杨木单板面内剪切模量预测模型

建立了速生杨木单板面内纵横向剪切模量预测模型,分析了压缩率和含胶量对速生杨木单板面内纵横向剪切模量的影响,以及单板面内纵横向泊松比的范围。结果表明:当涂胶量体积大于单板裂隙体积时,预测值和试验值之间平均相对误差为20%。     

鄂尔多斯盆地南缘长8储层岩石力学特征及影响因素

鄂尔多斯盆地南缘中生界长8是进行油气开发的重点层位,针对长8储层砂泥岩交互,低孔低渗的特点,对其岩心样品开展了模拟地层下的岩石力学实验研究。实验研究表明：三轴条件下,岩心样品均随着围压的增大,破坏强度变大,即弹性极限显著增加;随着围压的增大,岩石的抗压强度显著增加;随着围压的增大,岩石的变形显著增大。利用测井资料,计算出了动态岩石力学参数并结合实验结果进行了动静态参数拟合,结果表明在进行GR加权的情况下拟合情况较好,因此构建了较可靠的岩石力学参数剖面。在岩石力学参数剖面的基础上,对岩石力学参数空间分布的影响因素进行分析,表明影响泊松比、杨氏模量和抗压强度空间分布的主要因素为岩性、泥质含量和深度。研究成果对鄂南地区长8储层的压裂优化设计提供了重要的依据。     

高温环境下材料泊松比测试方法研究

对高温环境下材料泊松比测试的共振法进行了研究,提出一种矩形样品的陶瓷杆三点支撑方法,结合弯曲模态振型节点和剪切模态振型节点确定样品支撑位置,采用脉冲激励技术同步测量弹性模量、剪切模量、泊松比、阻尼因子等材料参数,给出了高温下泊松比测试流程,讨论了试验相关注意事项.以碳化硅颗粒增强铝合金为例,获得了泊松比随温度变化曲线....     

箭型蜂窝夹层板力学性能及等效方法研究

针对箭型负泊松比蜂窝夹层板,给出了线弹性范围内蜂窝芯层的等效力学参数理论公式,并通过拉伸试验和有限元仿真验证了公式的准确性.分别选取三明治夹芯板理论、Reissner等刚度理论、Hoff等刚度理论对夹层板进行等效,建立等效后的有限元模型,完成静力分析和模态分析,与实体单元模型的计算结果进行对比.结果表明:在不同加载形式下,考虑了芯层剪切刚度和面板弯曲刚度的三明治夹芯板理论,等效精度最高,更适合用于箭型负泊松比蜂窝夹层板的简化分析.     

循环加卸载下砂岩能量演化特性分析与损伤表征

为探究饱和及干燥砂岩在加卸载过程中的能量演化与耗散特征,以西部砂岩为研究对象,开展常温下饱和及干燥砂岩单轴循环加卸载试验,通过能量法分析不同状态下砂岩弹性模量、泊松比、能量密度与循环次数之间的关系。结果表明：干燥及饱和砂岩在加载阶段和卸载阶段的弹性模量、泊松比均随加载次数的增大而增大,在相同卸载次数下干燥砂岩的弹性模量、泊松比均大于饱和砂岩;干燥及饱和砂岩的能量储存率随着循环次数先增大后减小,耗散比则相反,由于浸水软化饱和砂岩的能量密度拐点略迟于干燥砂岩;通过累计耗散能变量定义干燥及饱和砂岩的损伤特征,其损伤变量D值与循环次数变化规律相类似均呈下凹曲线。     

典型盐岩力学特性分析

通过单轴、三轴压缩实验及劈裂等实验研究了湖北云应、江苏淮安和河南平顶山3 个地区层状盐矿岩样的短 期力学特性,并对不同地区及不同深度地层的纯盐岩力学特性进行比较分析。结果表明：（1）3 地区中单轴抗压强度 和弹性模量最大的岩样为泥岩和含泥岩的盐岩,而其泊松比却是最小的,证明了泥岩变形性能差的特性。含有不同杂 质的盐岩其抗压强度和弹性模量有所增加,其泊松比对杂质的变化不是太敏感。纯盐岩抗压强度、弹性模量和泊松比 随地层深度的增加而增大,取自较浅地层的岩样单轴实验有明显的压密阶段。（2）不同地区的岩样都有随围压的增大 峰值强度相应增大的规律。纯盐岩的内摩擦角基本都大于其他岩样的值,而黏聚力则都小于其他岩样的值。反映了纯 盐岩晶体颗粒大,含杂质少的特点。（3）不同地区的纯盐岩相对于其他岩样的抗拉强度最小。     

闪长岩力学性能实验

针对燕山期的蚀变闪长岩静动态基础力学参数缺乏的问题.采用现场取样、现场试验及实验室实验的方法,分别对闪长岩岩石样本进行了密度测试、点载荷仪的点载荷试验、压力机的单轴抗压强度试验和声波测试仪的纵横波测试试验.得到了该燕山期蚀变闪长岩的密度为2 848 kg/m3、点载荷强度为7.12 MPa,单轴抗压强度为140.68 MPa,纵波平均波速为4 797 m/s,横波平均波速为2 705 m/s,并在此试验数据基础上运用弹性波理论计算公式得出了该闪长岩试件的动弹性模量52.8GPa和动泊松比0.267.该试验结果为制定井筒爆破方案设计及确定脆性岩石材料本构模型参数提供参考数据.