[成形过程仿真优化与集成计算材料工程]注射成形熔体喷射的三维模拟及消除对策研究

为了探寻塑料注射成形过程中熔体喷射的消除对策，采用高精度离散格式追踪熔体流动前沿，基于有限体积法离散控制方程，发展了三维数值算法。与实验结果对比发现：所发展算法能有效模拟壁厚为4 mm的长方体型腔内的两种喷射演化模式以及厚壁型腔内的熔体喷射及其演化过程；小壁厚型腔内熔体的屈曲呈二维折叠演化，厚壁型腔内熔体的屈曲呈三维缠绕演化；重力对厚壁型腔内的喷射演化产生影响。通过增大剪切速率即改变熔体流动速度大小或者流动方向能有效消除或抑制喷射现象，并且用两个数值算例论证了该观点。     

基于脆弱性指数法的整合矿井底板突水评价及主控因素分析

整合矿井因地质资料难以统一,预测底板突水难度较大。鉴于AHP脆弱性指数法在量化底板突水的优势,选取了6个主控因素预测了某整合矿井9号煤层底板突水。结合GIS对相关数据实施归一化处理,建立了各单因素归一化专题图。根据层次分析模型获得的各因素权重对6个专题图进行叠加,将底板划分为脆弱区、较脆弱区、过渡区和安全区四部分,并得到了以往突水事故的验证。通过对各个因素的脆弱性灵敏度分析,得出有效隔水层厚度与脆弱性指数的相关度最高,提出了井田西部优先开采、东部重点防治的建议。该研究对预测整合矿井的底板突水具有一定的指导作用。     

单侧采空工作面矿震活动规律与冲击地压相关性分析

以某矿井21103工作面生产地质条件为背景,研究了单侧采空工作面矿震活动规律、冲击地压显现特征以及矿震活动与冲击地压时间域的相关性.结果表明:针对单侧采空工作面,邻空侧巷道冲击显现可划分为邻空侧巷道帮鼓明显,顶底板破坏不明显;顶底板破坏明显,巷道帮鼓不明显;巷道帮鼓、顶底板破坏均明显三类.工作面矿震以低能级矿震为主,能...     

颗粒间摩擦对颗粒流润滑影响的力学机制

颗粒流润滑是一种可用于苛刻工况环境的新型润滑方式,颗粒间摩擦对颗粒流润滑影响的规律和特性是阐明颗粒流润滑理论的关键科学问题,也可以为极端工况环境下颗粒流润滑轴承的设计和参数选择提供技术支持。为了分析颗粒间摩擦对颗粒流润滑系统宏、微观特性以及下摩擦副与颗粒润滑介质间摩擦的影响规律,构建了颗粒流润滑离散元数值模型,并对该问题进行了分析和研究。研究结果表明:颗粒间摩擦对颗粒流润滑系统的减摩润滑特性具有显著影响,下摩擦副和颗粒润滑介质之间的平均摩擦系数会随着颗粒间摩擦的增大而增大;颗粒流润滑系统内的微观配位数和滑动率均随着颗粒间摩擦系数的减小而增大;颗粒润滑介质在摩擦副间隙的宏观流动行为具有明显的分层特性,且宏观流动速度随着颗粒间摩擦的增大而减小,进一步的分析结果表明:颗粒润滑介质的波动速度是直接反映其宏观流动速度快慢的关键性参数。     

超前管棚注浆支护技术在极复杂断层带中的应用

基于煤矿巷道采用超前管棚注浆支护技术顺利通过复杂断层带的实际案例,研究了巷道通过极复杂断层带面临的破碎围岩变形控制问题.通过计算确定了超前管棚注浆支护的设计参数,采用数值计算手段分析了过断层区域不同支护条件下的围岩应力和巷道变形情况,并针对施工后的管棚支护巷道变形量进行了现场实测,总结了超前管棚注浆支护技术在巷道通过复杂断层带的成功经验.实践证明:超前管棚注浆支护技术提高了围岩的完整性及整体承载能力,能够形成较强的预支护体系,可应用于复杂断层带的破碎围岩变形控制,但需辅以物探手段提高注浆质量、加强监测才能保障巷道顺利通过复杂断层带,本文经验可对类似工程的设计和施工提供借鉴.     

粉末冶金单轴压制过程中的力学机制研究

粉末冶金是一项节能、节材、高效、近净成形的先进制造技术,粉末冶金压制过程中的力学理论是决定压制毛坯的致密性和均匀性,并对最终形成产品的质量有决定性影响的关键问题。本文利用离散单元法建立了粉末冶金单轴压制的离散元数值模型,研究了粉末颗粒单轴压制过程中的力链演变规律、应力变化规律及配位数、滑动分数等力学参数的变化规律。研究结果表明,随着上模的逐步下压,粉末颗粒间的细观力链的强度逐渐增强,压制后期细观力链也呈现出明显的沿y轴走向的方向性特性;x、y向应力在压制初期较小,压制后期粉末颗粒系统的x、y向应力大小随着上模的逐步下压基本上呈线性增长的变化趋势;配位数在压制初期较小,在压制后期则随着上模的逐步下压而逐渐增大,滑动分数在压制初期和后期较小,在压制中期则较大。     

三维打印半透明材料本构关系及应用探讨

为了研究三维打印半透明树脂材料不同后处理方式下本构关系及其应用,采用激光光固化打印技术制备一批半透明树脂标准圆柱试件,研究二次固化时间、轴向加载速率、低温冷冻等后处理方式对半透明光敏树脂材料力学性质的影响,并进行含内置币形裂纹试件单轴压缩试验.试验发现:增加二次固化、低温冷冻等手段可显著增强三维打印半透明树脂材料的脆性,试件弹性模量明显增大;加载速率对试件弹性模量影响较小,但会使试件屈服强度明显增大;在对含内置币形裂纹试件的单轴压缩试验中,观察到有翼形裂纹产生.研究结果表明:与传统浇筑透明树脂相比,三维打印半透明光敏树脂试件制备简单,且可以制备复杂内部结构的试件,但在透明度、低温脆性等物理和力学性质方面仍有欠缺.     

加载速率对煤样力学行为影响的试验研究

加载速率变化会对介质力学行为产生影响,选用煤进行不同加载速率单轴力学试验.结果表明:对于煤,其强度随加载速率增加表现出先升高后降低的现象,将转折点对应的加载速率称为临界加载速率,低于该值时,煤样强度随加载速率增加而增大,高于该值时加载速率增加强度反而降低.建立"骨架"模型对该现象进行解释,分析表明:较快的加载速率可减少裂隙损伤有利于承载,但同时微元体承载部分将储存更多的弹性能出现局部破坏不利于承载.故必然存在"最优"加载速率使强度出现最大值,此时即对应临界加载速率.以此为基础,提出现场条件下低卸载速率配合均匀弱化介质的手段保证高强度生产的安全.     

综放工作面煤层大直径钻孔卸压防灾技术

煤矿综放工作面采动应力扰动剧烈,超前支承应力集中程度较高,易引发冲击地压等煤岩动力灾害。基于张小楼煤矿2341综放工作面生产地质条件,采用FLAC~(3D)模拟分析了工作面前方支承应力分布特征,并介绍了大直径钻孔卸压机理及技术实践过程。结果表明:工作面围岩最大支承应力达55.5 MPa,应力集中系数约2.5;大直径钻孔能有效增加煤体裂隙密度,降低煤体应力集中程度及应力梯度;工作面施工大直径钻孔卸压措施后,检测到的最大钻屑量为2.7~3.6kg/m,低于临界值4.8 kg/m,实现了工作面安全开采。     

基于多元分类的无线传感器网络恶意节点检测算法

无线传感器网络是一个暴露在开放环境中的分布式网络,各节点之间相互独立,缺乏中心节点和监控节点,极易受到恶意节点的攻击.为了对无线传感器网络中的大量传感器节点进行恶意节点检测,提出了一种基于多元分类的恶意节点检测方法.提出的检测方法是在已知少量传感器节点类型的前提下,抽取与已知恶意节点类型相关的传感器节点属性,建立关于全...