铝纤维混合燃料破岩激波管作用机理研究

为了验证非炸药爆炸破岩新方法的可行性,利用铝纤维和常用燃料作为能源,在密闭管道内反应产生高压气体激波和射流,冲击炮孔孔壁岩体,产生初始裂缝并使裂缝继续扩展,达到破岩的目的。根据实验设计及情况,使用动载系数法校核了破岩管的强度,给出了许用的管内反应压力。最后,用水泥砂浆试件检验该方法的实际破岩能力,结果表明:在1 g铝纤维、10 mL乙醇、1 MPa氧气的情况下能破碎试件1;在2 g铝纤维、15 mL乙醇、2 MPa氧气的情况下能破碎试件2和试件3,并在试件2和试件3沿着以及垂直于泄能口连线的方向上产生了4道主要裂缝,裂缝在高压气体作用下延伸、扩展,使试件开裂破碎。     

底部空气柱装药爆破减振理论和实验研究

为降低大型露天矿山爆破振动对周边构筑物的影响,采用底部空气柱装药结构爆破减振技术。通过公式推导,找出岩石爆破中质点峰值振动速度和装药结构轴向不耦合系数的关系式。采用底部空气柱装药水下爆炸实验,研究峰值压力、冲量、比冲击波能与空气柱长度之间的关系。结果表明,空气柱长度增加,可提高能量利用率,降低峰值压力,有效降低爆破振动。在舟山绿色石化二期矿山开采爆破工程中,当填塞长度、装药量相同时,通过底部空气柱长度递减的对比实验,采用逐孔爆破技术可清楚得出底部空气柱装药结构能够有效降低爆破振动。     

高压细水雾灭火对古建筑木构件的水渍损失研究

高压细水雾灭火系统喷雾后会对木构件造成一定的水渍损失,为了探明木构件的水渍损失情况,对10 种木材喷雾后含水率、阴干速率和腐朽状态进行研究。通过搭建实验平台进行模拟实验,测定了不同大气湿度、环境温度下高压细水雾喷雾后实验木块含水率变化情况,分析了实验木块的含水率变化趋势、阴干速率和腐朽状态。实验结果表明,高压细水雾灭火系统喷雾后实验木块含水率测定值在35%以内,阴干2 h 后木材含水率下降至20%,阴干5 h 后木材含水率下降至河南地区平衡含水率以内,封存45 d 后实验木块肉眼观察无腐朽症状。通过对济渎庙玉皇殿消防改造工程的介绍,阐明高压细水雾灭火系统在古建筑消防改造中的技术优势,为古建筑消防系统的设计提供参考。     

螺旋管聚能药包钻孔爆破试验研究与应用

为解决钻爆法根底超欠挖问题以及提高炸药在爆破中的做功能力,提出了一种螺旋管聚能药包。为验证此药包的爆破优势,设计了钻孔爆破试验,并进行了数值计算和现场应用。试验结果表明,相比于普通药包,螺旋管聚能药包的炮孔利用率提高7.2%、扩孔率提高8.4%,并且残留炮孔内壁有径向侵彻缝,致使裂缝沿径向发展,进而使水泥砂浆试样出现层裂,有助于产生平整根底。数值模拟显示了螺旋管药包形成射流和侵彻过程,得到靶板受力规律。现场应用结果表明,将螺旋管聚能药包装填于炮孔孔底,爆破后根底高度平均比普通装药低3.6%,根底高度标准差比普通装药少37.5%。研究成果在爆破工程应用中有很大价值,可以降低施工成本、加快施工进度、提高爆破效果,适合在矿山开采、井巷掘进等工程中使用。     

直流多馈入系统电压稳定主导模式定性分析

从矩阵消元的视角系统阐述在交直流系统电压稳定分析中雅克比矩阵的推导方法.利用交流侧雅克比矩阵主导模态灵敏度的符号分布性质，定性分析直流不同控制方式对系统电压稳定裕度的影响规律.将多种LCCHVDC控制方式下的雅克比矩阵推导过程统一表示为对四阶雅克比矩阵的矩阵消元过程，从矩阵分析的角度统一LCC-HVDC电压稳定建模过程.将交流戴维南等值电路雅克比矩阵主导模态的灵敏度具有符号分布性质的证明补充完整，据此定性分析不同控制方式的直流系统接入受端交流网络后系统稳定裕度的变化趋势.通过Cigre标准系统算例验证所提方法的有效性.     

靶板厚度对12.7 mm穿燃弹剩余速度和断裂特性的影响

为了获得12.7 mm穿燃弹侵彻30CrMnSi钢板的剩余速度和断裂特性,开展了12.7 mm穿燃弹侵彻不同厚度30CrMnSi靶板的试验研究,分别利用激光测速和测速靶测量了弹心穿靶前后的速度,通过改变靶厚获得了12.7mm穿燃弹对30CrMnSi靶板的极限穿深。然后使用LS-DYNA动力学软件,利用FEM网格与SPH粒子相结合的数值模拟方法对12.7 mm穿燃弹侵彻30CrMnSi靶板的过程进行了仿真计算。最后利用穿甲力学理论对穿燃弹的侵彻深度、剩余速度和不同厚度靶板的弹道极限进行了理论计算。结果表明：弹心剩余长度随着靶板厚度的增加而增加,弹心的侵蚀区域由弹身部位逐渐向弹尾移动,弹性区域逐渐扩大,并且随着靶板厚度的增加,靶板的弹道极限也随之增加,弹心侵彻靶板后的剩余速度逐渐降低,根据理论计算,12.7 mm穿燃弹对30CrMnSi靶板的理论侵彻深度约为27.7 mm,与试验结果相符。     

基于暂态数据戴维南等值参数辨识的时变广义短路比计算方法

广义短路比能有效反映多馈入直流系统受端交流电网的强度,其计算通常基于直流馈入节点处受端交流电网的戴维南等值导纳矩阵,忽略了交流电网各元件动态对电网强度的影响。本文提出了一种基于暂态数据戴维南等值参数辨识的时变广义短路比计算方法,将隐含系统元件动态特性的端口节点电压与注入端口节点功率作为辨识数据,基于多端口戴维南等值模型与最小二乘法辨识受端交流电网时变导纳矩阵,进而计算出时变广义短路比,准确地反映了系统动态对受端交流电网强度的影响。最后,以单馈入直流系统算例验证了方法的精确性,以某省级电网算例验证了其实用性,分析了负荷动态特性对时变广义短路比的影响。     

考虑VSC-HVDC作用的LCC-HVDC系统短路比实用计算

准确量化LCC-HVDC（电网换相换流器型高压直流输电）及VSC-HVDC（电压源换流器型高压直流输电）多馈入系统的传输极限和电网强度是保障新型电力系统稳定运行的关键之一。通过改进传统LCCHVDC交直流系统的电网强度量化方法，提出了量化混合直流馈入系统电网强度的短路比指标，以此分析交直流系统的传输极限。首先，根据潮流方程建立混合直流馈入系统的准稳态模型；其次，通过分析雅克比矩阵奇异性与直流馈入系统功率传输极限的关系，得到用于评估混合直流馈入系统中LCC-HVDC传输极限的短路比指标，并分析指标临界值与VSC-HVDC运行方式的灵敏度关系；最后，通过PSCAD/EMTDC及MATLAB平台验证了短路比指标的有效性。分析结果表明：VSC-HVDC在受端定电压控制方式下具有更好的电压支撑能力，同时VSC-HVDC的运行方式对LCC-HVDC传输极限的影响较小，可通过所提指标进行定量分析。     

计及不同控制方式的混合直流多馈入系统电网强度评估

综合多种高压直流(HVDC)控制方式，进一步完善基于交流网络模态解耦的混合直流多馈入系统电网强度评估方法，使之适用于异构的基于电网换相换流器的高压直流输电(LCC-HVDC)和基于电压源型换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)的混合直流多馈入系统的电压稳定分析.推导计及多种控制方式的LCC-HVDC直流侧雅克比矩阵，定性分析LCC-HVDC控制方式对电压稳定裕度的影响规律，在此基础上提出异构LCC-HVDC多馈入系统的电网强度评估方法.把握混合直流馈入系统电压稳定问题中的主要矛盾，将次要影响因素以模态摄动的形式进行近似计算，以保持电网强度评估方法的实用性和便捷性.通过数值计算和时域仿真说明所提方法的有效性.分析结果表明，LCC-HVDC的受端定熄弧角控制方式是恶化系统电压稳定性的主导控制模式，混合直流多馈入系统的电压稳定性随着直流容量减小或联络导纳增大而增强.     

贮氢玻璃微球敏化乳化炸药的爆炸特性

为了提高传统乳化炸药的爆炸威力,研制了一种贮氢玻璃微球敏化的乳化炸药。利用水下爆炸试验和猛度测试试验,研究了添加不同含量的贮氢玻璃微球的乳化炸药的爆轰性能。理论计算得到了炸药猛度的比冲量。结果表明,与普通玻璃微球乳化炸药相比,贮氢玻璃微球含量为4%的乳化炸药的冲击波超压峰值、比冲击波能、比气泡能、总能量分别提升了14.25%、14.22%、11.11%、12.67%,猛度(铅铸压缩量)提高了3.03 mm,且随着贮氢玻璃微球的含量的增加,炸药的冲击波参数逐渐降低。贮氢玻璃微球在乳化炸药中起到敏化剂与含能材料的双重作用,因此贮氢玻璃微球敏化乳化炸药的作功能力与猛度得到显著提高。