任意形状工作面开采地表移动变形预计的算法实现

针对目前矿山生产的现状，对任意形状工作面开采地表移动变形的预计算法进行了研究。应用概率积分法的基本原理，结合生产实际，运用VC 语言，开发了地表移动变形预计系统。本系统采用面向对象的技术和方法进行数据组织，基于剖面线算法实现图形分割和网格的自动生成，实现了任意形状工作面开采的移动变形预计、预计结果的可视化输出。     

软岩巷道的支护机理及应用

针对大雁矿物局下属二矿在高应力软岩巷道的支护机理及支护方式存在的问题,通过对软岩巷道的非线性大变型及蠕变规律的分析,运用耦合支护理论提出通过改进支护手段增加围岩的自撑能力,在锚喷网支护过程中锚索的运用,在二次支护时间上如何把握,及关键层的控制等问题上提出了一些合理化建议.     

The Application of Similarity Theory in Designing Large Deflection Buckling Spring-Piece

Large Deflection Buckling Spring-Piece (LDBSP) refers to the deformation of an end-fixed flat spring-piece under normal loadings. Plastic deformation usually appears in LDBSP.The static characteristic curve is very particular, because within its linear deflection region, the spring constant can be designed to be any value from minus to plus. With its obvious advantages of large liner deflection range, low spring constant, etc., the LDBSP has now been extensively applied to the exciting device, low-frequency shock absorbers and so on. The static characteristic curve of LDBSP belongs to the nonlinear problem of an arch with varying section. Therefore, it is difficult to obtain it theoretically. The formulae for designing LDBSP have not been set up yet. In this study,the authors apply similarity theory to analyze the liner deflection range A and the spring constant K, and derive the relationship of similarity criterion, finally obtain a set of formulae for designing LDBSP by model test and the least square method, which can be applied in engineering design.Through the research, it is proved that it is unnecessary to keep geometrical similarity of spring-piece shape. This fact extends the application scope of the formulae. The proposed formulae for designing LDBSP thereby can be applied for any dimensions within the range allowed.     

A Theoretical Approach for Estimating Fracture Toughness of Ductile Metals

Fracture toughness is very important when applying Damage Tolerance Design and Assessment Techniques. The traditional testing approach for obtaining fracture toughness values is costly and time consuming. In order to estimate the fracture toughness of ductile metals, the fracture mechanics theory, materials plastic deformation theory and materials constructive relationships are employed here. A series of formulae and a theoretical approach are presented to calculate fracture toughness values of different materials in the plane stress and plane strain conditions. Compared with test results, evaluated values have a good agreement.     

基于组合赋权法的岩质边坡稳定性敏感因素研究

边坡稳定性评价是一个涉及多因素、多层次的高度非线性系统。针对影响边坡稳定性因素的复杂性和不确定性以及敏感因素区分度的不显著性,结合G316抚州资溪花山界至南城黄狮渡段公路改扩建工程,以岩质边坡内部参数、几何形状以及外部荷载所包含的7个因素作为稳定性敏感分析对象。通过有限元强度折减法和单因素分析法确定评价指标因素的敏感度,得出两两因素间的相对重要程度关系,利用层次分析法将定性、定量分析相结合,合理确定各因素的权重。通过岩质边坡原始数据间的关系,运用熵值法来确定各因素的变异性和权重,最后借助主客观组合赋权法对各因素权重进行赋权,确定对边坡稳定性最为敏感的因素,以期为边坡治理和优化设计提供参考。     

预加热磨削强化均匀性实验研究

针对磨削强化过程中磨削强化层沿工件磨削方向分布不均匀以及磨削后工件表面产生变形的情况,提出了一种基于温度补偿的磨削强化层均匀性改善方法.通过铜电极对工件导电加热,并在工件切入端安装304不锈钢垫片,通电后形成串联的闭合回路.利用304不锈钢的电阻率大,导热系数小的特性,在预加热条件下工件切入端形成局部高温,达到对工件切入端进行温度补偿的目的,从而提高切入端的磨削强化层深度,进而提高工件磨削强化层深度分布的均匀性.实验中研究了预加热温度和304不锈钢厚度对磨削强化层分布和工件变形情况的影响规律.实验研究结果表明:磨削力和工件磨削强化层深度随着预加热温度升高而增加;随着工件磨削切入端所加不锈钢垫片厚度的增加,磨削后工件变形减少,同时沿工件磨削方向磨削强化层深度分布的均匀性相应提高.     

盐岩储库腔底堆积物空隙体积试验与计算

受建库盐层本身地质特点影响,造腔结束后,底部一般会堆积大量不溶物。堆积物的存在既浪费了有效库容体积,又为整体建库施工带来了诸多不利因素。为科学评价该堆积物并进行有效处理或转变利用以增大库容体积,对其分布特征及堆积空隙体积进行了研究。通过室内溶腔实验获取了堆积不溶物样品,采用筛分法实验测定了其颗粒分布,并根据分形分布理论对其粒度分布特征进行了分析,进而基于可压缩堆积模型对堆积空隙体积进行了数值及模型研究。应用实例进行计算并与现场数据进行了对比评价验证,结果表明,在双对数坐标系下,腔底堆积物颗粒尺寸与累积数量呈线性相关,即其粒度分布可用分形分布函数进行表征,且分形维数作为分布特征参量能较好地描述颗粒均匀程度与集中性。     

围压效应对钙泥质胶结砂岩强度和变形的影响

针对西部地区侏罗系砂岩成岩年代新、胶结程度较差,以及煤矿高强度开采的特点,开展恒定围压下三轴压缩实验,不同速率卸围压,以及单块多级加载实验,研究围压路径变化效应对钙泥质胶结砂岩强度和变形特征的影响.实验表明:西部中粒砂岩峰值强度、残余强度、峰值应变、弹性模量、泊松比等力学参数均对围压依赖性较强,且由于其钙泥质胶结的细观特性使其黏聚力、内摩擦角相比其他地区、其他年代的砂岩较低.随着围压的增大,试件由简单平整破裂面向复杂非平整多破裂面破裂模式转化.变围压加载过程中,围压的变化对砂岩的承载能力和变性特征影响显著,围压主要通过束缚试件横向变形和裂纹扩展,以及增大内部摩擦的方式影响岩体的力学特征,围压卸载和加载对岩体力学参数的影响规律可为采场推进速度优化和围岩支护分析提供一定的参考.     

力学性能对矿柱体系破坏影响的三维数值分析

在深部高应力等复杂地质条件下开采时,由多个矿柱构成的矿柱体系的稳定性对矿山安全生产至关重要.利用RFPA^3D-Parallel程序,研究了单轴抗压强度对串行和并行矿柱体系破裂过程的影响.结果表明,串行矿柱中强度较弱部分的失稳决定整个体系的稳定,对该段加固和监测有助于体系的稳定性控制;对并行布设的矿柱体系,其压力传递与柱的抗压强度密切相关,较弱柱先破坏,应力依次向强度较高的柱转移,直到矿柱系统失稳;可将声发射数的多峰现象或声发射累积增长阶梯型弧段作为矿柱体系中弱柱失稳破裂、应力向相邻强柱转移的依据.     

微小薄壁变形预测的迭代有限元法

将迭代有限元法引入微小薄壁铣削中,建立了变形量的预测模型,预测了不同径向切削深度、不同薄壁厚度时的铣削变形量大小,通过试验加工和Deform-3D仿真对模型进行了验证.结果表明:迭代有限元变形预测值与试验加工变形量较为接近;加工后的薄壁残余厚度大于理想状况下的加工厚度;最大变形量随壁厚的增大先保持最大值然后逐渐减小至0;薄壁厚度应当与切削参数相协调,调整工件刚度与切削力大小相适应,否则会导致变形量过大.