相对冲击位置和补片层数对胶接修理CFRP复合材料层合板抗冲击性能的影响

本文针对碳纤维增强聚合物（CFRP）复合材料修补结构，基于连续损伤力学和粘结单元模型，在ABAQUS软件中对低速冲击载荷下不同冲击位置和补片层数的CFRP复合材料层合板内部和层间损伤进行了数值分析，并与试验结果进行了对比。选择相对冲击位置为0 mm、10 mm、20 mm、30 mm和40 mm时对应的五种修补结构，通过数值计算和试验，获得了修补结构在低速冲击过程中的冲击力、冲击能量等数据。在保持补片单层厚度不变的前提下，使补片层数从1层增加到5层，计算获得了修补结构的低速冲击响应。研究结果表明：冲头接触修补结构时会对补片造成较大的损伤，补片可以提高含孔损伤母板的抗冲击性能；冲击点离修补结构损伤孔越近，结构受冲击所产生的分层损伤越严重；增加补片的层数可以提高修补结构的抗冲击性能；通过对补片层数进行优化，得到优化层数为2，其对应的修补结构与无修补结构相比分层损伤面积减少了19.9%，较好地提升了母板的抗冲击性能。     

一种新型井下声波发生装置及其声波传播特性

井下有限空间内声波的有效发生与声能量的高效传递是声波在钻柱中稳定、长距离传输的前提,高效可靠的发生装置是实现井下信息声波传输技术现场化应用的关键。为了实现速度快、准确性高、抗外界因素干扰能力强的井下信息传输,基于超磁致伸缩换能器设计加工了一种井下声波发生装置,并通过建立试验系统,对该装置的功能性及关键参数设计开展了研究。研究结果表明:①带内孔的单级圆锥变幅杆是辐射声波首选,换能器在圆锥变幅杆小端激励的声波辐射进入钻柱中能够获得平面波;②在变幅杆放大系数极小值点附近设计长径比能够有效提高低频段声波能量传递效率;③黄铜材料的声传递介质具有较高的滤波质量与声能量传递效率;④声波能量传递效率随换能器预紧力增加,先增加后保持不变,7.20 kN预紧力能够获得最佳传递效率。结论认为,在井下声波发生与中继装置的设计过程中,应充分考虑换能器声波辐射方式与结构参数对声波能量传递效率的影响;建议进一步研究声发射端机械结构、声载波参数等因素对钻柱中声传播特性的影响,以加快井下信息声传输技术现场应用的步伐。     

某煤化工项目循环水系统泄漏及水质处理

通过对循环水的油、COD、异养菌、生物黏泥的监测,发现该生产装置有换热器泄漏,采用合理的方法快速查出泄漏的换热器,并进行隔离或切除,并采用新的杀菌和剥离方案对水质进行处理,效果明显;油、COD、异养菌、生物黏泥由处理前的超标状态恢复到控制指标范围内。     

特厚煤层导水裂隙带发育高度的模拟实验

采用相似材料物理模拟实验的方法,对东北某矿特厚煤层顶板导水裂隙带的发育高度进行了探讨。结果表明:该矿特厚煤层顶板导水裂隙带发育高度为508 m,证明煤层在回采过程中,导水裂隙带将会波及到上覆第四系主要含水层,极易导致上覆第四系主要含水层中的水分从裂隙通道进入井下,从而给矿井带来水害威胁。     

银粉生产废水的预处理工艺研究

对某银粉厂多股银粉生产废水水质水量特点进行研究,针对其中2股极高污染物含量的S3-1和S5-1废水各自水质特点,分别采用吹脱、蒸馏和蒸馏的工艺进行物化预处理,考察各工艺运行参数对废水中污染物去除的影响。结果表明,优化且经济有效的工艺条件为:S3-1废水吹脱段选择反应pH为12、蒸汽、废水体积比为3 000、反应时间4 h、吹脱温度20℃;S3-1和S5-1蒸馏段进水pH分别选择为9.36和2.5。整套工艺废水中的COD、TN、NH4+-N和硫酸盐去除率分别达到了81%、92.84%、91.61%和87.58%,且处理成本较低,在23.11～32.96元/t。     

基于LabVIEW的往复式摩擦试验机研制

设计并搭建了测量液压缸、乳化液泵柱塞及滑阀阀芯等移动副摩擦学性能的往复式摩擦试验机,开展了相关功能性试验研究。试验机通过应变片将摩擦力导致的柔性检测梁挠度微变形转化为电信号,并借助LabVIEW平台搭建了试验机测控系统,再结合小波包去噪与算术平均值的方法对采集数据进行后处理,实现摩擦系数、载荷、温度等测量数据的实时采集与同步显示,在此基础上针对圆柱试样开展不同载荷和转速条件下的摩擦试验研究。研究表明:试验机性能稳定,测量结果符合摩擦学规律,尤其适合开展小载荷范围(50 N～250 N)下的往复摩擦磨损试验研究。     

基于深度残差网络的有色金属破碎料视觉识别方法

为从报废机械中回收和分选有色金属,提出一种基于深度残差网络的有色金属破碎料视觉识别方法,使分选过程自动化。为从彩色CCD相机采集的图像中获得金属破碎料的感兴趣区域(ROI),通过反距离加权插值算法优化大津方法,使得图像分割的阈值可以自适应调节,以取得更好的分割效果。有色金属破碎料的感兴趣区域作为一个39层的深度残差网络的输入用以训练网络,深度残差网络输出每个有色金属破碎料的类别,工控机通过这种算法和相机标定获取破碎料在传送带上的位置和类别信息来控制分选机构。作为对比,开展了基于传统的卷积网络,如AlexNet、VGGNet16、VGGNet39、GoogLeNet(Inception V2)的有色金属破碎料识别测试。结果表明,基于深度残差网络的方法对铝料、铜料和其他杂料的识别准确率分别达到98.7%、98.9%、96.2%,优于基于传统的卷积网络。     

基于非线性超声波的疲劳损伤检测试验研究

对完整铝板、含孔铝板以及用复合材料补片修补后的铝板分别进行疲劳试验和非线性超声波检测试验,提取三组试件不同疲劳周期下的基波幅值和二次谐波幅值,得到其相对二阶超声非线性系数,并拟合出相对二阶超声非线性系数随疲劳周期变化的曲线图,以研究相对二阶超声非线性系数与疲劳损伤过程的对应关系。结果表明:随着疲劳周期增加,三组试件的相对二阶超声非线性系数均呈现先缓慢上升,然后快速上升并到达峰值,最后下降的趋势,这与疲劳损伤过程中位错和裂纹的产生及扩展过程相一致;同时发现:孔损伤会加剧微裂纹向宏观裂纹的过渡,而用复合材料补片修补孔损伤可减缓裂纹的扩展。