基于遗传算法的土钉支护结构优化设计研究

通过建立三维有限元模型,对土钉支护的变形和受力性能进行分析,得出土钉力的合理分布。在此基础上,考虑土钉支护的水平位移,采用遗传算法,对土钉支护的结构优化设计进行研究,建立了土钉支护结构的优化设计数学模型,并编制了相应的计算程序。通过算例分析,并与基于极限平衡分析的优化结果相比较,得出合理的土钉支护结构设计的参考结论。     

超声波辅助钎焊镁铝异种金属接头微观组织研究

铝合金和镁合金都具有密度小,比强度高等优点,在航天、航空等行业得到了广泛的应用。但这两种金属焊接时极易生成脆性的金属间化合物,使其很难获得性能优良的接头。在钎焊时,如何选择钎料避免有害金属间化合物的生成,是获得铝/镁异种金属优质接头的关键。为此本文选用了Sn基和Zn基两种钎料,在大气下采用超声波辅助钎焊技术进行了6063铝合金/AZ31B镁合金的焊接,通过OM、SEM以及EDS能谱对比分析了两种钎料钎焊接头组织。实验结果表明,采用Sn基钎料,钎焊接头不会生成Mg-Al脆性金属间化合物,钎缝中会溶解Al元素,Al元素以Al基固溶体相和Ag（Al）相形式存在于钎焊接头中,并且在超声波作用时间达到4.5s时,Al元素均匀分布在整个钎缝中。采用Zn基钎料,钎焊接头中有大量脆性Mg/Al金属间化合物生成,同时在钎缝组织晶界处有第二相低熔点Sn颗粒的弥散分布。     

N80钢级直缝高频焊石油套管的研制

为了进一步提升高频电阻焊套管的韧性,实现母材与焊缝“等韧性”匹配,采用高频焊+全管体调质热处理工艺试制N80钢级Φ244.48 mm×11.05 mm套管,并对试制产品进行性能检测评价。结果表明,管体的几何尺寸、理化性能和全尺寸实物性能均满足相关标准要求,且经全管体调质处理后,HFW套管的焊缝、热影响区和母材组织性能差异较小,基本实现了焊缝与母材“等韧性”匹配,同时套管尺寸精度较高,性能均匀,具有良好的抗挤毁性能,为油田客户降本增效提供了产品保障。     

3-D立体影像制作的问题与探讨

在3-D立体影像制作过程中,如何控制好立体效果,是让很多制作者感觉比较棘手的问题.本文针对国际上几种常见的立体制作摄影机设置方法进行比较和总结,探讨3-D立体影像制作流程中的一些常见问题.     

基床系数确定方法的讨论

地基土基床系数是岩土工程中一个重要的参数。《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ 72—2004)中基床系数确定方法应用于基础尺寸较小,地基土单一均质的工程可以得到较好的效果。当计算基础尺寸较大,地基土层情况复杂的工程时,该方法计算的基床系数偏小,会引起经济和技术浪费。本文运用数值方法,分析引起误差的原因,对基床系数计算方法进行改进完善。最后通过工程数据对修正方法进行验证,结论认为修正后的基床系数计算方法可应用于多种尺寸、地层条件复杂的基础工程,得到的结果合理可靠。     

列车移动荷载作用下饱和地基的地面振动特性分析

基于饱和土的Biot波动方程和边界条件,利用Fourier变换和Galerkin法推导出频域内的u-w格式的2.5维有限元方程。把轨道视为饱和地基上的Euler梁,通过沿轨道方向的波数变换将三维空间问题降为平面应变问题。通过解方程首先获得饱和土体频域-波数域的位移解答,然后通过快速Fourier逆变换求得三维时域-空间域内的位移解答。通过计算实例验证了计算模型。建立轨道-地基模型,对饱和地基上列车运行引起的地面振动进行了分析,详细讨论了动力渗透系数、孔隙率、土骨架密度和剪切波速等参数对地面振动传播与衰减的影响规律分析。研究表明;在垂直轨道方向,随着与轨道中心距离增加,加速度幅值和主频迅速衰减;饱和土体动力渗透系数、孔隙率、剪切波速和土骨架密度对地表位移幅值均有较大的影响     

内源爆炸荷载作用下无限弹性土体中圆柱形衬砌隧道的瞬态响应解答

内源爆炸荷载产生的振动响应对地下衬砌隧洞的安全非常重要。采用Fourier变换和Laplace变换,推导出内源爆炸荷载作用下无限弹性空间中圆柱形衬砌孔洞的瞬态动力响应无量纲解答,利用Fourier和Laplace逆变换数值方法,计算分析内爆炸荷载产生的振动在衬砌和周围弹性介质中的分布和传播衰减规律。计算结果表明,爆源中心处衬砌内表面径向位移、切向应力和衬砌外表面土体径向位移、切向应力最大,向左右两侧迅速衰减,在6倍衬砌内径处衰减为0;衬砌内表面径向位移、切向应力和衬砌外表面土体径向位移、切向应力时程曲线峰值爆源中心处最大,离爆源中心越远,峰值越小,且在t~*=10时衰减为0。     

基于有限元分析的土钉支护优化设计的复合形算法

通过建立三维有限元模型,对土钉支护的变形和受力性能进行分析,得出土钉力的合理分布。在此基础上,考虑土钉支护的水平位移,采用复合形算法,对土钉支护的结构优化设计进行研究,建立了土钉支护结构的优化设计数学模型,并编制了相应的计算程序。通过算例分析,并与基于极限平衡分析的优化结果相比较,得出合理的土钉支护结构设计的参考结论。     

超高强钛合金油井管固溶时效工艺探索

为了探索开发高强度钛合金油井管产品的可行性,开展了不同时效温度、时间的固溶时效热处理工艺试验,利用拉伸试验机、金相显微镜等对材料强韧性、塑性、显微组织变化情况进行检测分析,采用扫描电镜分析了-10 ℃下冲击断口微观形貌,研究了超高强状态下钛合金微观韧化机制。试验结果显示,经910 ℃固溶1 h后水冷,再540 ℃时效处理4 h后空冷,可使试验钛合金材料屈服强度大于1 100 MPa,拉伸强度高达1 360 MPa,延伸率最高14.5%,冲击功达到18~20 J,且可获得较好的强度、塑性和韧性的配合。研究表明,时效温度和时间对钛合金的强度和塑性影响明显,对韧性影响较小,其原因在于强度变化主要受钛合金β相基体上析出针状等次生α相的强化作用的影响,塑性降低则因初生α相球化或粗化及次生α相含量升高影响,韧性变化则源自微观韧化机制上的差异,即二次裂纹易于在次生α相形成,有韧窝的撕裂棱易于在局部粗化的初生α相形成。     

高钢级套管强韧性匹配研究

为了获得非常规油气资源开采所需的高强度、高韧性套管产品,以C-Mn 系中碳低合金热轧管坯为试验材料,通过930 ℃淬火+470～550 ℃系列温度回火热处理工艺研究了该套管管材的强韧性匹配规律。结果显示:随回火温度升高,管材强度呈下降趋势,冲击韧性先增后降。其原因在于随着回火温度升高,马氏体板条发生回复和再结晶,过饱和碳析出并形成弥散分布碳化物,导致管材强度降低且韧性升高;随着温度继续升高,碳化物发生偏聚和粗化,强化作用和晶界强度减弱,导致管材强度和韧性降低。研究表明,在930 ℃淬火/55 min+(510～530) ℃回火/110 min热处理工艺下,管材强韧性匹配最佳,屈服强度达到951 MPa以上,0 ℃下横向冲击功平均值达到98 J,完全满足Q/SY 07394标准对125 ksi 钢级高抗挤套管强韧性要求。