综采工作面运输机窜动的力学论述

为了解决目前在综采工作面中对运输机窜动原因不明确、窜动趋势判断错误进而导致工作面不能进行正规循环生产的问题,利用力学及几何学推算出了运输机支架的力作用平衡方程,以及窜动临界方程的函数关系.该论述可为倾斜变化煤层智能化采煤提供理论基础和计算路径,使开采复杂地质煤层实现真正意义上的智能化.     

“山”形自闭式水封水密特性仿真计算与试验研究

为改善传统充压伸缩式水封机械加压方式所带来的闸门结构复杂和不耐久的问题，设计了一种利用水封在库水作用下自身的大变形主动完成封水的自闭式新型水封，从而取消机械加压，这种水封设计的关键是对各种工况下水封的变形进行准确预估。基于水封橡胶材料的非线性张量本构关系、几何大变形非线性特征、接触非线性特征、以某尖头“山”形水封为例，利用连续介质有限元计算方法对该种水封进行了自闭的仿真计算，并以室内试验加以验证。实践表明：“山”形橡胶水封能实现较好的自闭，且大大削减了闸门充压水封装置的建造成本、便利了工程维护、提高了耐久性，具有较大的应用价值。     

掘进机截割头钻速优化分析

文章基于EBZ120型悬臂式掘进机进行截割临界转速分析优化,通过利用微元法和弹性力学建立力学模型,确定临界状态下,截割头转速解析解,然后深入分析影响截割转速的因素,依据影响程序确定影响介个转速的因素次序,为截割临界转速的确定提供实际操作提供依据。     

3D打印裂隙岩体动态力学性能及能量耗散规律初探

地下岩体结构经常遭受到地震、爆炸、冲击振动等产生的动力扰动，利用3D打印技术的优势研究冲击荷载下岩体动态力学性能对实现3D打印技术在工程领域的应用具有重要意义。采用φ50 mm的变截面霍普金森压杆(SHPB)装置，对含预制裂隙的3D打印岩体试样进行动态单轴压缩试验。研究结果表明：试样的动态抗压强度随着预制裂隙倾角的增大呈现出先减小后增大的趋势，当预制裂隙倾角为30°时试样强度最小，当预制裂隙倾角为90°时试样强度最大。与3D打印岩体试样的静态单轴压缩强度对比发现，3D打印砂性材料具有明显的率效应，当应变率为139.65 s^-1时，3D打印岩体试样的动态抗压强度是静态抗压强度的4.34倍。预制裂隙缺陷在一定程度上加剧了试样的能量耗散和破碎过程，并且30°倾角预制裂隙对试样能量耗散和破碎结果的影响程度最大。同时，3D打印岩体试样的能量耗散过程与破碎块度表现出明显的自相关性，所用的3D打印砂性材料的宏观破碎结果与能量耗散之间的关系与天然岩石材料有一定相似性，为今后3D打印材料模拟天然岩体应用于动态力学试验的可行性奠定了基础。     

建筑结构控制爆破拆除的力学分析与应用

应用运动学、动力学理论建立建(构)筑物控爆坍落过程的力学模型,进而研究在非定常约束条件下坍落结构的力学特征。首次提出了采用延时起爆技术时,非自由质点系及其广义坐标应是建立在每一段位上的瞬间虚位移。在此基础上,分析求解运动过程中时控单元的质点自由度,为精确选定爆破部位及时序提供了设计理论和计算依据。同时,结合振动理论,将控爆时差、结构载荷分布调制为振动系统,形成坍落结构梁板单元的强迫振动,充分实现在运动中进一步解体、破碎其自身结构,并形成具有明显缓冲效果的下落过程。应用实践结果证明力学分析是正确的,为工程结构爆破拆除计算机辅助设计及动态模拟技术的有效应用奠定了基础。     

基于固体氧化物电解池的高温电解技术在化学工业中的应用进展

基于固体氧化物电解池（SOEC）的高温电解技术对于我国实现碳减排、碳达峰以及碳中和目标具有重要意义，同时可实现CO2资源化利用，产生巨大的环境效益和潜在的经济效益。介绍了SOEC用于高温电解制氢、高温电解CO2以及高温电解其他气态小分子制备化工产品技术的研究进展，并对未来SOEC耦合化工合成工艺的发展进行了展望。基于SOEC的高温电解技术的实验室研究和中试研究已取得进展，但工业化应用还有待进一步开发。提升高温电解池的集成规模、运行效率和运行稳定性，都是亟需解决的重点和难点问题。     

本刊要讯

1.《工程力学》是中国科学技术协会主管、中国力学学会主办、清华大学土木工程系承办的学术期刊。2.本刊为Ei Compendex、Scopus及ISI web of knowledge文摘数据库收录期刊。万方数据库、中国知网、重庆维普、超星、EBSCO数据库全文检索。     

壳聚糖基固体酸催化果糖合成5-羟甲基糠醛

以壳聚糖为原料,采用一步水热碳化和磺化法合成壳聚糖基固体酸材料(CASA),并将其用于催化无溶剂条件下果糖脱水合成5-羟甲基糠醛(5-HMF),考察了催化剂用量、反应温度、反应时间及催化剂循环利用次数对脱水反应的影响,并与甲壳素基固体酸材料(CISA)进行了催化性能比较。采用X射线衍射、扫描电镜、吡啶吸附红外光谱对CASA材料进行了结构和酸性质表征,建立了催化剂结构与性能的关系。结果表明,CASA材料含有大量的表面强Br?nsted酸性位点,因而其催化性能较CISA突出;当m(果糖)∶m(CASA)=6∶1、120℃反应5 h时,5-HMF的收率高达63.2%,且CASA可重复利用4次而无明显失活。     

C-S-H凝胶分子结构研究进展

水化硅酸钙(C-S-H)凝胶是硅酸盐水泥的主要水化产物,是水泥胶凝能力的主要来源。C-S-H凝胶的纳米结构由长程无序、短程有序的类Tobermorite纳米晶组成。明确类Tobermorite相纳米晶的分子结构、氢键等分子间作用力组成及性质、H2O和羟基基团与硅氧主链的相互作用机理对理解C-S-H凝胶的胶凝能力形成机理、调控水化产物的胶凝能力具有重要意义。本文在总结固体核磁共振分析技术研究C-S-H凝胶硅氧主链结构研究进展的基础上,提出其钙硅比对硅氧主链聚合度和平均链长的影响规律,并运用固体核磁测试与第一性原理计算核磁结果相结合的研究方法,揭示了C-S-H凝胶分子结构中氢键的组成及性质,明确了水分子及羟基基团与硅氧主链的相互作用机理。     

单晶硅表层机械力学特性的各向异性分析

为探究挠性筋结构单晶硅材料的各向异性特性以及KOH腐蚀工艺对其力学性能的影响规律,进行纳米压痕实验,并结合原子力显微镜观察单晶硅表层3个主晶面上压痕裂纹形貌随晶向的变化规律,分析单晶硅材料表层弹性模量、硬度、断裂韧性等机械力学特性参数在(001)、(110)及(111)3个主要晶面上沿各个晶向的变化规律;分析挠性筋结构单晶硅材料(001)晶面的KOH腐蚀工艺对其材料表面机械特性的影响规律.结果表明:挠性筋单晶硅在(001)晶面上弹性模量的各向异性变化幅度明显,硬度及断裂韧性各向异性的变化幅度不大;挠性筋单晶硅在(110)晶面弹性模量和断裂韧性的各向异性变化幅度明显,硬度各向异性变化幅度不大;挠性筋单晶硅在(111)晶面硬度值、弹性模量及断裂韧性参数的变化幅度幅值均较小;确定了单晶硅表层3个晶面裂纹最易扩展的晶向方向,KOH腐蚀工艺使得单晶硅表面质量降低,腐蚀后暴露的表面微裂纹、缺陷等会使得单晶硅(001)晶面表层硬度、断裂韧性降低,从而降低了挠性筋结构的实际断裂强度.