辊速差对连铸连轧7075铝板显微组织、织构及力学性能的影响

研究辊速差对连铸连轧7075铝板显微组织、织构及力学性能的影响。采用3种不同上辊/下辊转速比(ω/ω0,ω为上辊转速,ω0为下辊转速)1:1、1:1.2及1:1.4进行多次试验。结果显示,在最大辊速差条件下(ω/ω0=1:1.4),7075铝板在轧制方向的屈服强度和极限抗拉强度分别提高41.5%和21.9%。此外,当辊速比ω/ω0为1:1.4时,成品轧制板的平均晶粒尺寸减小36%,横剖面平均硬度增加约9.2%。织构研究结果显示,辊速差越大,成品各向同性及硬度越大。然而,采用不同辊速度的连铸连轧会导致变形板伸长率降低约6%。     

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.     

炮检距矢量道集非刚性匹配方位各向异性时差校正

随着勘探精度日益提高,宽方位地震资料的方位各向异性问题变得更加突出。介质的方位各向异性会导致地震成像道集中反射点的道间时差,且常规处理方法难以正确消除,影响成像结果的保真度和分辨率。基于"两宽一高"的实际地震数据,分析研究区方位各向异性在炮检距向量片(OVT)域偏移后形成的OVG道集上的表现特征,采用非刚性匹配(NRM)时差校正方法获得时空变的校正量,消除方位各向异性对成像的影响,实现了整体数据的方位各向异性时差校正。与常规处理结果相比,该方法改善了成像品质,频带展宽7 Hz左右,有助于提高储层描述精度。     

VTI介质角度叠加逆时偏移

常规各向同性逆时偏移方法在处理各向异性问题时会导致层位成像不准确、同相轴能量不聚焦等问题，并且利用拉普拉斯滤波算子等简单滤波方法不能彻底去除成像结果中的强振幅低频噪声。针对这些问题，首先应用声波近似方程模拟qP波在各向异性VTI介质中的传播，在震源激发位置设定平滑的各向同性或椭圆各向异性震源环以压制qSV波的影响；在此基础上提出了VTI介质逆时偏移的角度叠加实现策略，利用角度域共成像点道集中不同角度成像结果的叠加压制低频噪声，提高成像精度。模型试算和应用实例偏移结果表明，该方法能够对高陡复杂构造准确成像，且能量均衡、低频噪声压制效果较好。     

磁各向异性三足探头应力测试技术研究

对机械设备或金属构件应力的检测是评估其寿命和防止事故发生的重要手段,一直以来在学术研究和工程应用中备受关注。针对铁磁构件应力难以有效检测的问题,提出了一种基于磁各向异性方法的三足磁极应力检测方法。采用有限元软件对三足探头不同角度检测时感应输出电压进行仿真分析,并在自行研制三足探头磁力传感器基础上,对16MnR钢平板试件进行应力检测试验研究。试验结果表明,磁各向异性三足探头可以有效检测16MnR钢平板试件的应力集中位置,且应力与磁信号存在较好的相关性,可为铁磁构件应力检测提供一条新途径。     

矿井张量电阻率法理论基础研究

煤矿采掘活动诱发的局部和微观电各向异性特征时空演变规律有望成为煤矿动力灾害预测预报的新机制。张量电阻率测量是掌握和认识电各向异性特征的重要方法途径,煤矿井下具有开展张量电阻率测量的独特优势。在岩石电各向异性物理机制分析的基础上,结合煤矿井下实际,提出了适合煤矿井下条件的张量电阻率测量方法。以层状各向异性介质模型为例,采用模拟计算的方法对地层倾角、走向变化时的视电阻率方向特性进行了分析;建立了巷道底板岩溶发育全空间模型,从宏观电各向异性的角度分析和验证了电阻率测量所具有的方向性。研究结果表明,采动影响使煤岩体具有电各向异性特征,采动裂隙内的水气富集程度也对煤层横向和纵向电阻率产生明显影响;含水量越大,各向异性系数越高。受上覆和下伏地层电阻率影响,各向异性地层的张量电阻率幅值显示出层状地层的综合反映;其电阻率幅值与裂隙带倾角大小有关,不受地层走向影响,但视电阻率的椭圆分布会随地层走向而发生旋转,旋转的角度依赖于地层走向的变化。这说明采动岩体变形、破坏与流体运移必然会引起含煤地层电各向异性特征的规律性时空演变。通过实时动态测量煤岩体的张量电阻率,可以识别和发现因采掘活动、流体运移引起的局部、微观电各向异性特征。在应力峰值未到达之前,及时捕捉煤矿动力灾害孕育、发展的先兆信息,并在应力释放前的可逆阶段采取预防措施,可从源头上避免煤矿重大动力灾害的发生。     

节理岩体边坡采动损伤与可靠性分析

为定量分析节理岩体边坡的采动损伤对边坡可靠性的影响,通过对大孤山铁矿下盘混合岩边坡进行现场勘测与模糊C均值聚类优化分析,确定了岩体2组优势节理的倾向、倾角、迹长和密度的随机分布参数。利用Hoek-Brown强度准则参数m和s与岩体质量分类指标GSI和扰动系数的关系,采用Monte-Carlo模拟抽样技术获得了节理岩体强度的随机分布参数。建立了节理岩体损伤与扰动系数D的联系,应用Kawarnoto损伤张量对采动损伤进行了数值分析,并根据Rosenblueth原理获得了扰动系数D以及反映时空效应和各向异性的岩体强度随机分布参数。基于此,定量分析了大孤山铁矿下盘混合岩节理岩体边坡采动损伤的时空变化特征及其对边坡稳定性的影响。结果表明,采场底标高从-87 m降至最终-450 m时,坡顶至-87 m水平同一高度滑弧可靠性指标相对下降7.7%,原因为采场下移导致节理岩体损伤加剧、强度降低所致,并且危险滑面逐渐向坡面偏移,与坡面近处岩体的损伤较大相关。     

霓石、镜铁矿晶体各向异性及粒度差异对可浮性的影响

为考察矿物晶体各向异性与可浮性差异的关系，以 0~37 μm、37~44 μm、44~74 μm 3 组粒级镜铁矿和霓石为研究对象，通过 X 射线衍射（XRD）分析、单矿物浮选试验、捕收剂吸附量、表面电性计算和 Zeta 电位检测，研究两种矿物的晶面组成在十二胺（DDA）和油酸钠（NaOL）捕收剂体系中的可浮性差异，以及两种捕收剂在矿物表面的吸附规律和对矿物表面电性的改变。XRD 结果表明，在两种矿物粉碎过程中，镜铁矿（110）与（116）解理面优先解离，而霓石（110）、（310）和（-310）解理面优先解离。浮选试验和吸附量结果显示，在DDA体系中，镜铁矿的可浮性明显大于霓石，可浮性顺序均为0~37 μm>37~44 μm>44~74 μm粒级；在NaOL体系中，两种矿物的可浮性相差不大，细粒级（0~37 μm）镜铁矿和中间粒级（37~44 μm）可浮性最好；吸附量试验结果与浮选试验结果基本一致。表面电性计算和Zeta电位检测结果表明，霓石（110）面负电荷累积和 R值大于镜铁矿，霓石表面电负性比镜铁矿强，DDA吸附使两种矿物的零电点右移，NaOL吸附使两种矿物表面Zeta电位下降，且霓石表面电位下降幅度大于镜铁矿。     

正交各向异性材料结构的传热拓扑优化研究

基于变密度法建立了正交各向异性材料结构的稳态传热拓扑优化模型,完成了变截面梁和圆锯片的传热拓扑优化,散热弱度最大分别降低了68.78%和74.82%,同时减重39.03%和23.75%;重点研究了各向异性因子和材料方向角对各向异性材料结构最优拓扑构型及散热效果的影响。结果表明:散热效果均随各向异性因子增加而增强,当各向异性因子小于和大于1时,各向异性材料结构的散热性能分别劣于和优于各向同性材料结构。变截面梁的材料方向角及各向异性因子对其最优拓扑构型及散热效果影响很大;而对于几何形状及热载荷均对称的圆锯片,其材料方向角对最优拓扑构型及温度分布无影响。变截面梁的材料方向角建议在60°～75°之间取值,在各向异性材料结构传热拓扑优化中,合理选择各向异性因子和材料方向角可获得较优拓扑构型。