砂土地基触地爆炸的SPH-FEM耦合分析方法

针对砂土地基触地爆炸问题,在LS-DYNA框架内建立了有限元法和光滑质点流体动力学法相耦合的数值分析方法SPH-FEM。该耦合法结合了FEM的高计算效率和SPH在处理土体爆炸大变形方面的优势,通过精确捕捉SPH粒子的运动,可以直观再现爆坑形态的发展全过程,适合描述爆炸大变形问题。数值结果显示,爆炸波在近区表现的强间断冲击波,是造成土体流动大变形的重要因素; 土体参数在正常范围的浮动对爆坑尺寸具有一定影响,在设计应用时应予以考虑。利用SPH-FEM耦合法计算得到的爆坑形态和尺寸与ConWep程序经验数据基本一致,验证了SPH-FEM耦合法在分析触地爆炸问题中的正确性。     

短时延迟释放的胃溶型恩诺沙星颗粒剂的制备

分别以丙烯酸树脂Ⅳ号、乙基纤维素和硬脂酸为延迟释放材料,以β环糊精、淀粉、乳糖和微晶纤维素为稀释剂,采用湿法制粒和热熔制粒的方法制备了在水中短时延迟释放、胃液中快速溶出的恩诺沙星颗粒剂。通过比较药物在水中和模拟胃液中的溶出,对所制备颗粒的释放性能进行了评价。结果显示,以丙烯酸树脂Ⅳ号为延迟释放材料,以微晶纤维素为稀释剂,以80%乙醇水溶液为润湿剂,采用湿法制粒得到的颗粒,5min时在水中的溶出度为73%,在模拟胃液中的溶出度为919%,达到了在水中短时延迟释放,而在胃液中快速溶出的最好效果。     

条形基础下砂黏土双层地基极限承载力预测模型的不确定性分析

实际工程中常见砂—黏土双层地基,在这种分层地基的极限承载力问题上传统的太沙基承载力公式不再适用.工程中常用的条形基础下,砂—黏土双层地基极限承载力半经验计算方法可能会提供不可靠的预测.文中采用一种基于极限分析上限解的方法——不连续布局优化(DLO)对砂—黏土双层地基的极限承载力进行了计算.在传统地基承载力公式的基础上引入了承载力折减系数,给出了不同工况下该系数的设计图表.基于DLO的计算结果,提出了一个可适用于取值范围广泛的几何和土体强度参数的多项式回归公式.基于文献中条形基础下,砂—黏土双层地基极限承载力计算结果对所提出的简化公式进行了验证和不确定性分析.     

面向沙土环境的仿生软体机器人及交互力学模型

现有的沙土移动机器人大多采用刚性结构, 在复杂的工作环境中 常常会发生打滑、沉陷、翻倒等问题, 缺乏良好的环境适应能力. 针对该问题设计了一种面向沙土环境的仿弹涂鱼气动软体机器人; 基于地面力学理论和软体机器人建模方法, 考虑机器人在沙土环境下的约束条件, 通过对软肢体与沙土间力学交互特性的分析, 建立了软肢体/机器人-沙土交互力学模型, 并构建了输入气压与机器人运动特性的关联; 通过实验验证了软体机器人-沙土交互力学模型的有效性和准确性. 实验结果表明, 该软体机器人具有环境适应性强、控制简单、柔顺性高等优点.     

扒楼沟剖面二叠系辫状河砂体构型与非均质性特征

通过露头实测、精细解剖与岩相分析等方法,结合岩石薄片与物性资料,对山西保德扒楼沟剖面二叠系山西组辫状河砂体的构型与非均质性特征进行系统研究。结果表明:辫状河主要发育河道和心滩2种成因砂体,河道砂体的垂向岩相组合为Ge-St,心滩砂体的垂向岩相组合为Ge-Sm-M-Sm-Sp-M-Sp或Ge-Sm-St-Sm-St-Sp-M-Sp;辫状河砂体可划分为5级构型单元,由小到大分别是层系、层系组、心滩/河道增生单元、心滩/辫状河道、单期河道,河道砂体由多个增生单元在垂向上加积构成,心滩砂体由多个增生单元与串沟砂体在垂向上加积构成,内部发育泥质夹层;心滩砂体物性优于河道砂体,非均质性相对较弱,整体可以作为优质储层,而河道砂体仅在靠近河心的部位物性较好,可作为优质储层;心滩砂体内规模较大的泥质夹层附近和河道砂体的边部及中上部可聚集剩余油,且心滩砂体内剩余油储量相对河道砂体较大。     

多孔含氮碳材料的制备与表征

采用三聚氰胺、甲醇和甲醛合成三聚氰胺树脂,用KOH对其进行活化,通过高温煅烧,制得含氮碳材料.对产品进行红外光谱,扫描电镜,全自动气体吸附分析表征.红外光谱结果表明,碳材料中有N—H键、C—N键或C—N—C键存在.扫描电镜表明,在未加入活性剂时,产品表面光滑平整;随着活性剂的加入,含氮碳材料的表面出现蓬松现象,同时出现多孔结构.全自动气体吸附分析表明,W-1-800材料比表面积为1 035 m~2·g~(-1),孔容积0.394 1 cm~3·g~(-1),平均孔径为4.214 3 nm,孔结构丰富.     

成型工艺对树脂基摩擦材料及其摩擦学性能的影响

以碳纤维2.5D浅交弯联结构为预制体,分别采用树脂传递成型工艺(RTM)和热压成型工艺(HPM)制备了碳纤维增强酚醛树脂基摩擦材料.通过MS-T3001摩擦磨损试验机考核了材料的摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜、激光三维形貌扫描仪观测了材料的磨损形貌,对比分析了两种成型工艺对材料摩擦学性能的影响.结果表明:随着滑动速度和工作载荷的增大,材料的摩擦系数均减小.热压成型工艺成型摩擦材料的主要磨损形式为磨粒磨损,摩擦系数0.085~0.130,磨损率1.5×10-8 g·N-1·m-1.树脂传递成型工艺成型摩擦材料的主要磨损形式为黏着磨损和疲劳磨损,摩擦系数0.075~0.120,磨损率7.5×10-8 g·N-1·m-1.     

高剪切分散对多壁碳纳米管/VARTM用环氧树脂导电性能的影响

采用高剪切工艺促进了多壁碳纳米管(MWNTs)在环氧树脂(EP)中的分散,借助真空辅助树脂传递模塑技术(VARTM)制备出MWNTs/EP复合材料试样,并研究在制备过程中采用不同高剪切工艺参数对复合材料导电性能的影响.结果表明,在一定范围内,随着高剪切时间或转速的增加,复合材料的导电性能呈现先升高后降低的趋势.在高剪切处理时间30min和转速22 000r/min时分别达到了高剪切时间和转速的最佳分散阈值,当MWNTs的添加量仅为1.5%时,EP的表面电阻率可以降低约5个数量级,但继续增加高剪切的时间或转速,复合材料的导电性能均出现劣化.同时运用扫描电镜(SEM)表征了多壁碳纳米管在环氧树脂中的分散情况.     

细砂路基碾压密实的颗粒流模拟与试验验证

利用PFC2D软件建立了模拟细砂路基密实过程的颗粒流模型,研究了碾压方式、静碾作用力大小、振动碾压遍数对细砂密实情况的影响,并通过现场试验进行了验证.结果表明,细砂的碾压机理主要包括颗粒挤密和长轴定向;静碾作用下,细砂孔隙率减小值沿深度方向无明显差异,且颗粒长轴的方向性改变不显著;振动碾压时,细砂上部孔隙率的减小较静碾更为明显,且颗粒长轴与水平方向夹角小于30°的颗粒数量增加了33.3%;增加振动碾压遍数可使细砂上部的孔隙率进一步减小,但5遍后增加振碾次数对密实度的提升效果不再明显;模拟结果与现场试验结果较为吻合,颗粒流模拟结果可供实践参考.     

基于生产压力下割缝筛管的缝宽选择标准

割缝筛管由于砂粒会堵塞缝隙,有效过流面积减小,石油生产效率降低。为提高割缝筛管安全可靠性,在一定地层砂粒度及其分布情况下,考虑井下生产压力对筛管缝宽的影响,通过有限元分析、数学建模与实验验证分析生产压力对筛管缝宽的影响。分析结果表明,低生产压差下,生产压力对割缝筛管缝宽作用不明显;在砂粒堵塞筛管缝隙后,生产压力随之增大(大于5 MPa);由于生产压力的作用,割缝发生显著变形,导致有效过流面积减小,油井产量急剧降低;并且有效过流面积的减小也会增大生产压力。因此,由分析结果建立筛管缝宽的选择标准模型,通过实验验证模型的准确性,为选择缝宽提供一种参考标准,旨在提高筛管的安全可靠性。