基于Autodyn数值模拟的卡钻处理技术研究

为了解决卡钻实际操作存在的问题，采用了理论分析与数值模拟相结合的方法。通过理论分析，以应力波原理为基础，研究了选择装药的形状以及装药的半径；采用Autodyn软件进行数值模拟。研究得出:选择半径60 mm、高150 cm的炸药，在距离钻头100 cm处安放，可以在钻机薄弱位置形成应力集中，进而使钻头与加重杆有效分离；选择合理安排药包药量和安装位置，产生冲击加载，可以在钻具薄弱部位形成应力集中，实现准确断裂。     

爆炸冲击波超压加载伪随机网壳的分布规律研究

采用缩比模型爆炸试验与数值仿真相结合的方法,开展了爆炸冲击波超压加载伪随机网壳的分布规律研究。首先,选取具有代表性的某伪随机140面体网壳结构,开展了缩比模型爆炸试验,获得了表面特征测点的冲击波超压数据;之后,对比分析了试验与仿真结果的误差及原因,以试验数据为基础,建立了爆炸冲击波与某伪随机140面体网壳结构相互作用的数值仿真模型,并对空中爆炸和地面爆炸的3种不同距离共6种工况下,网壳结构的特征表面超压作用过程进行了计算和分析,拓展了试验结果;最后,对伪随机网壳表面冲击波超压分布规律进行了研究,并提出了增强网壳结构安全性的防护措施,为伪随机网壳结构抗冲击安全设计提供了参考。结果表明:与传统对称网壳结构相比,伪随机网壳在超压峰值分布规律和作用机制等方面都更为复杂,受到结构伪随机特性的影响,在相似位置表面,超压峰值也有明显差异;网壳迎爆面底部和中部超压峰值与其他部位相比,一般较高;在网壳外一定距离构筑防爆墙和加固网壳中部及底部节点的方法,可提升伪随机网壳结构的抗冲击安全性。     

一种X射线数字成像检测缺陷尺寸的测量方法

提出了一种X射线数字成像检测缺陷尺寸的测量方法。借鉴半波高法,以半波高法下的尺寸测量误差为基准,对不同缝隙尺寸试样在相同的检测条件下进行X射线数字成像检测,计算该检测条件下的总不清晰度,总结出缺陷尺寸与总不清晰度比值同波高比例的关系,并通过试验进行了验证。结果表明,该方法简单、实用性强,可为实现缺陷尺寸的准确测量提供技术支持。     

波前传感器电铸镍层应力实时检测精度评估

目的 搭建电铸应力实时检测平台，评估其测量精度，并探明电化学沉积过程中镍层平均内应力的变化规律。方法 采用横向剪切波前传感器搭建电铸应力实时检测平台，通过测量在铸层应力作用下电铸基底弯曲的曲率半径，利用Stoney公式计算铸层平均应力。采用参考球面反射镜评估横向剪切波前传感器曲率半径的测量精度，并在0.5 A/dm2电流密度下进行电铸应力实时检测实验，对铸层平均应力测量极限进行评估，同时对检测误差进行分析。结果 横向波前传感器曲率半径测量精度为99.22%，在0.5 A/dm2电流密度下，所搭建的铸层应力实时检测平台可测量的最小厚度为5.1 μm，由曲率测量波动带来的应力检测误差为1.3 MPa。实验测得铸层平均应力随铸层厚度的增加而变大，当铸层厚度达到30 μm左右，铸层平均应力趋于稳定，应力大小为79.7 MPa。同时发现，当铸层厚度小于30 μm时，沿电铸基底长度方向的铸层平均应力明显大于宽度方向铸层平均应力，随铸层厚度的增加，两个方向的应力大小趋于等值。结论 采用横向剪切波前传感器搭建的电铸应力检测平台，能有效对铸层应力进行高精度的实时测量，为精密电铸过程中应力变化规律的研究提供了检测技术基础。     

SnO2纳米颗粒对Sn0.6Cu钎料微观组织及界面金属间化合物的影响

本文利用超声波辅助法制备了SnO2纳米颗粒增强Sn0.6Cu钎料。研究了SnO2对钎料的微观组织、熔化性能的影响，以及Cu/Sn0.6Cu-XSnO2/Cu钎焊接头界面反应产物的变化，测量了金属间化合物层的厚度和晶粒尺寸。结果表明：1.0wt.% SnO2很好的抑制了钎料中β-Sn的长大，细化了晶粒尺寸；含SnO2钎料的熔点与不含SnO2钎料熔点基本相同，但熔程明显减小；钎料熔炼过程中施加超声波可以细化晶粒，制得的钎料熔点和液相线温度也低于普通熔炼钎料。用含SnO2钎料钎焊接头界面处的IMC层更薄且晶粒尺寸更小，主要是因为SnO2纳米颗粒吸附在界面金属间化合物的晶面处阻碍铜板与钎料基体之间的相互扩散，导致IMC的形成驱动力较低，从而抑制了界面化合物的生长。     

Experiment study on the pressure and flame characteristics induced by high-pressure hydrogen spontaneous ignition

A series of experiments were conducted to study the pressure and combustion characteristics of the high-pressure hydrogen during the occurrence of spontaneous ignition and the conversion from spontaneous ignition to a jet fire and explosion. Different initial conditions including release pressure (4–10 MPa), tube diameter (10/15 mm), and tube length (0.3/0.7/1.2/1.7/2.2/3 m) were tested. The variation of the pressure and flame signal inside and outside of the tube and the development of the jet flame were recorded. The experimental results revealed that the minimum ignition pressure required for self-ignition of hydrogen at different tube diameters decreased first and then increased with the extension of tubes. The minimum ignition pressure for tubes diameters of 10 mm and 15 mm is no more than 4 MPa and the length of the tubes is L = 1.7 m. The minimum release pressure required for spontaneous ignition of a tube D = 15 mm is always lower than that of a tube D = 10 mm at the same tube length. When the spontaneous ignition occurred, it did not absolutely trigger the jet fire. The transition from spontaneous ignition to a jet fire must go through the specific stages.     

基于粒子群优化的超声共振谱法测量材料弹性常数

超声共振谱法是一种基于材料样品的自由共振频率,再反推其弹性常数的高精度材料力学属性求取方法,该方法在高Q值(品质因素)固体材料的弹性常数计算方面应用广泛。然而对于具有较高黏弹性阻尼的材料来说,受共振谱线平缓、共振频率提取困难等影响,该方法的应用存在一定困难。建立了关于弹性常数的贝叶斯模型,结合粒子群优化(PSO)的全局搜索能力,寻找弹性常数的最大后验概率密度点,最终实现材料的弹性估计。测量了皮质骨模拟材料的弹性常数,与传统方法相比较,基于PSO的超声共振谱方法对弹性常数初始值不敏感,可用于高阻尼材料弹性常数的测量。     

工艺参数对超声辅助脉冲电沉积镍-氮化钛复合镀层的影响

在45钢表面以超声波辅助脉冲电沉积制备Ni-TiN复合镀层。研究了平均阴极电流密度、脉冲占空比、超声功率和TiN粒子(平均直径20~30 nm)添加量对复合镀层的TiN粒子含量和显微硬度的影响。得到较优的工艺参数为:NiSO4ꞏ6H2O 300 g/L,NiCl2ꞏ6H2O 30 g/L,H3BO330 g/L,十二烷基硫酸钠0.3 g/L,TiN 25 g/L,pH 4.1~4.3,温度40°C,平均阴极电流密度4 A/dm2,脉冲占空比40%,脉冲频率1000 Hz,超声功率300 W,机械搅拌速率200 r/min,时间60 min。该条件下所得Ni-TiN复合镀层的TiN质量分数为8.35%,显微硬度为819 HV,表面平整、致密,晶粒尺寸均匀。     

Full-scale experimental investigation on the shock-wave characteristics of high-pressure natural gas pipeline physical explosions

In this study, a series of full-scale high-pressure natural gas pipeline physical explosion experiments were performed, in which the overpressure of the shock waves was measured and analyzed. The concept of “physical explosion linear energy (PEXLE)” was proposed and a “PEXLE model” was established to evaluate shock waves in a cylindrical pipeline with high length–diameter ratio. Equations were fitted to describe the characteristics of peak overpressure, positive pressure duration and specific impulse. Results showed that peak overpressure of shock waves is not influenced by the length of pipeline. With the increase of the propagation distance, specific impulse first increases and then decreases. This indicates that the position of the maximum value of overpressure does not correspond with that of the specific impulse.     

Prediction of rock mass P wave velocity using blasthole drilling information

In this paper, the development of the models for the prediction of rock mass P wave velocity is presented. For model development, the database of 53 cases including widely used and recorded drilling parameters and P wave velocity was constructed from the field studies conducted in 13 open pit lignite mines. Both conventional linear, non-linear multiple regression and Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS) were used for model development. Prediction performance indicators showed that ANFIS model presented the best performance and it can successfully be used for the preliminary prediction of P wave velocities of rock masses.