薄煤层中垂直裂缝地震响应特征模拟分析

通过定义一个简单的薄煤层模型,在不断增加煤层中垂直裂缝数量的条件下,利用基于分裂节点的有限元数值方法模拟了含有不同条数裂隙煤层的地震反射波场;通过与不含裂缝、各向同性薄煤层反射的多波波场对比分析发现:裂缝的存在会对煤层的反射产生影响,但裂缝密度低时影响微弱,裂缝密度增加到一定程度后会出现类似调谐作用的反射能量干涉加强;裂缝密度进一步升高,对煤层反射的影响主要反映在高频成分的增加,对振幅影响较弱,说明煤层的反射强度主要受薄层的干涉作用影响较大;从理论地震波场分析的角度证明了薄煤层含裂缝的不可忽视性及反演的可能性。     

喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金挤压态的组织和力学性能

研究了利用喷射成形辅以挤压制备Al-5.72Zn-2.36Mg-1.66Cu合金后优化的组织结构特征和力学性能。结果表明,合金基体组织均匀细化,晶粒形貌趋于圆整,平均晶粒大小达到10 μm左右。当合金的冷却条件通过快速凝固技术改变时,会产生不同程度的固溶强化效果和第二相弥散强化效果,从而改善了合金的整体性能。合金的屈服强度和抗拉强度分别平均提高了20%左右,且伸长率也略有提高。     

生物质电厂废弃物草木灰成分分析及成形

生物质热电厂焚烧废弃物的主要成分是草木灰，其产生量大、密度小。大量草木灰不经处理会造成环境污染问题。本文首先分析草木灰的化学成分，确定草木灰的肥料特征，通过添加NH₄H₂PO₄使草木灰的pH达到国家复合肥的相关标准。选用聚天冬氨酸（30%水溶液）作为复合肥的黏结剂，应用于草木灰复合肥的成形造粒，以增加其抗压强度和肥效。研究不同烘干时间、烘干温度、聚天冬氨酸添加量对草木灰复合肥抗压强度的影响规律，通过分析植物的形态及生理指标，进而研究草木灰复合肥的肥效。结果表明：最佳烘干条件为10h、140℃，聚天冬氨酸对草木灰的抗压强度有明显的增强作用，并且草木灰与聚天冬氨酸的复配比为6g∶1mL时肥效最好。此方法解决了元素循环中断、草木灰环境污染，在运输过程中草木灰复合肥易碎，纯草木灰肥效低等问题。     

滇南兰坪南厂铅锌矿矿床成因及成矿作用

南厂铅锌矿位于兰坪—思茅中生代坳陷北端，构造格局复杂，成矿条件优越。通过对矿床进行野外地质调查，对成矿地质背景、矿床地质特征、成矿机制和矿床成因进行了分析，发现南厂铅锌矿体主要呈透镜状赋存于第三系云龙组（Eyb）及下白垩统景星组（K1j1）地层中，与围岩接触部位发育微弱褪色蚀变，云龙组下段（Eya）是矿体底板有效的“屏蔽层”；区内发育原生砂岩型矿石、灰岩型矿石和氧化矿石，沉积构造特征明显，局部具有热液、变质作用改造特征；矿区地层、构造是矿床形成的重要因素，断裂构造是主要的容矿、导矿构造，高盐度热卤水沿导矿构造循环至有利层位、构造部位富集成矿，综合分析认为南厂矿床属热卤水为主的多成因层控型铅锌矿床。     

Microstructure−fracture toughness relationships and toughening mechanism of TC21 titanium alloy with lamellar microstructure

The independent influence of microstructural features on fracture toughness of TC21 alloy with lamellar microstructure was investigated. Triple heat treatments were designed to obtain lamellar microstructures with different parameters, which were characterized by OM and SEM. The size and content of α plates were mainly determined by cooling rate from single β phase field and solution temperature in two-phase field; while the precipitation behavior of secondary α platelets was dominantly controlled by aging temperature in two-phase field. The content and thickness of α plates and the thickness of secondary α platelets were important microstructural features influencing the fracture toughness. Both increasing the content of α plates and thickening α plates (or secondary α platelets) could enhance the fracture toughness of TC21 alloy. Based on energy consumption by the plastic zone of crack tip in α plates, a toughening mechanism for titanium alloys was proposed.     

Propagation and termination of an internal crack in continuously cast austenitic stainless steel analyzed by ∑ values and the Schmid factor

The formation mechanism of an internal crack was clarified from the viewpoint of the crystallography and thermal expansion. An inverse pole figure map obtained by EBSD pattern showed that the crack propagated along the grain boundaries having high ∑ values within the columnar zone. After the crack initiation, these positions were considered to undergo cracking followed by propagation toward the equiaxed side. Near the termination position, the grains ahead of crack propagation had a Schmid factor higher than 0.45 consuming elastic strain energy. Thermal expansion measurements showed that the grain with (0 0 1) orientation had the largest expansion while that with (0 1 1) the smallest. The grain boundaries neighboring the combination of (0 0 1) and (0 1 1) grains had the largest thermal stress. Therefore, thermal stress contributed to the initiation of cracking. It was thus proposed to enlarge the equiaxed zone to prevent cracking by discontinuing the crack propagation.     

焊丝中Si元素含量对铝合金接头裂纹敏感性的影响规律及机理

使用扫描电镜、能谱、温度场实时采集等测试方法，研究了焊丝中Si含量对AA6063铝合金GMAW焊接头热裂纹敏感性的影响规律及机理. 结果表明，当焊丝为纯铝时，鱼骨试样的焊缝中心会出现细长的焊接裂纹；当焊丝中的Si含量为4.5% ~ 6%时，裂纹的长度变短，但是开裂距离明显增加；当焊丝中的Si含量达到11% ~ 13%时，试样焊缝无裂纹出现. 随着Si含量的不断提高，合金易出现裂纹的凝固温度区间先增大后减小；焊丝中Si含量的不同还会影响凝固后期金属液的流动性，使得焊缝晶界处的物相成分和形态都有明显的区别；同时，Si含量的提高会使得接头的冷却速度先增加后减小，从而导致应力状态改变，热裂纹敏感性先升高后降低.     

桁架式火星探测器的着陆缓冲特性分析

着陆缓冲机构是着陆器实现行星探测软着陆的关键部位之一,它的缓冲性能直接关系到着陆器是否能安全地在行星表面实现软着陆。根据某院提供的火星着陆器模型,在三维建模软件中建立着陆器的合理简化模型,为了提高分析着陆器软着陆过程冲击响应的准确性,采用MSC公司的Patran/Dytran有限元软件,用瞬态动力学的方法对着陆器的缓冲性能进行分析。仿真结果与试验数据十分吻合,着陆器的缓冲和传力性能良好。因此,采用拉杆缓冲的桁架式火星着陆器是可行的,仿真结果与试验数据也为今后的火星探测提供了参考。     

袋装水泥装车机及拨板机构的设计与研究

针对袋装水泥装车半自动化问题，设计一款全自动装车机。首先，根据袋装水泥车间生产状况，确定水泥装车方案，即采用抽屉式逐层装车原理，利用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ创建装车机三维模型；其次，为使水泥包快速准确地到达指定位置，针对拨板机构中的分拨板及导柱进行受力分析，建立其力学模型，推导出应力公式；最后，通过 ＡＮＳＹＳ有限元软件进行分拨板的力学仿真，为后续的优化设计提供依据。     

基于弥散燃料颗粒开裂的金属基体裂纹特征模型

金属基弥散燃料元件在特殊工况下会发生表面起泡失效。燃料颗粒开裂是金属基体开裂的前提条件，只有当金属基体开裂后元件才会发生表面起泡。燃料颗粒开裂后，裂纹宽度和塑性区长度等裂纹特征决定了金属基体开裂行为。基于弹塑性断裂力学和应力平衡条件，建立了基于弥散燃料颗粒开裂的金属基体裂纹特征模型。计算结果表明：裂纹张开位移随退火温度和燃耗深度的升高而增加；裂纹尖端塑性区长度主要与退火温度相关。裂纹张开位移和塑性区长度的计算结果与实验数据均符合较好，验证了金属基体裂纹特征模型的有效性。