堆石料真三轴条件下力学特性试验研究进展

该文综述了国内外岩土真三轴仪的发展、堆石料力学特性及机理相关的研究现状。重点介绍了该研究团队开发的大型岩土静动真三轴试验机及在堆石料力学特性试验研究方面取得的初步成果。按加载方式,土的真三轴仪可以分为3类：刚性加载真三轴仪、柔性加载真三轴仪和混合型加载真三轴仪。堆石料真三轴试验具有试样尺寸大、承压高、各方向相互干扰强、试样变形后荷载对中难、加压板与试样间摩擦效应强、试样安装和量测复杂等诸多困难。因而,目前适用于堆石料的真三轴仪和试验成果均较少。考虑堆石料真三轴及复杂应力路径条件下的颗粒破碎、各向异性等,研究其力学特性并开发相应的本构模型是该课题发展的趋势。清华大学大型岩土静动真三轴试验机中联合采用了椭圆形试样帽和异形乳胶膜的封样方式,可很好地解决真三轴试样的高压密封、拆装、量测和耐久性等一系列难题。对堆石料进行了一系列真三轴复杂应力路径试验,结果表明真三轴试验中堆石料表现出更明显的应力诱导各向异性和应力状态依赖性,特别是对小主应力-应变关系、球应力-体应变关系和广义剪应力-剪应变关系的影响更显著。球应力和广义剪应力对体积应变和广义剪应变之间存在着明显的交叉影响。     

瓢型摆振槽颗粒偏析效果的离散元模拟

为了强化瓢型摆振槽在摆振时物料颗粒的偏析效果,以三维离散元法为手段,选用塑料球和钢球的二元干颗粒,依次对光槽时单独摆振、光槽时组合摆振、添加凸起槽时组合摆振3种情况颗粒偏析过程进行离散元模拟研究,并以颗粒体积分数为评判标准,且结合模拟偏析云图,进行颗粒偏析效果评价。结果表明:组合摆振强于单独摆振的偏析效果;添加凸起槽强于光槽分层效果;相较于光槽时单独摆振,添加凸起槽时组合摆振时颗粒的偏析程度可提高10%~15%。     

矿物颗粒形状对球磨机磨矿性能的影响

为了探究矿物颗粒形状对球磨机研磨作业的影响机制,运用离散单元法,采用球体和由球形颗粒凝聚而成的正四面体、平行六面体矿物颗粒模型,数值模拟球磨机的磨矿过程,分析矿物颗粒形状对运动形式、碰撞形式以及球磨机磨矿性能的影响。结果表明,矿物颗粒形状对球磨机磨矿性能的影响很大,相同条件下,球形矿粒碰撞能最大,正四面体矿粒次之,平行六面体矿粒最小。     

离散元聚苯乙烯颗粒细观参数辨识

真空担架由聚苯乙烯(EPS)颗粒和聚氯乙烯(PVC)软膜组成,在使用离散元法仿真研究担架真空变形机理时,颗粒的细观参数对仿真精确性至关重要.该文基于Hertz-Mindlin接触模型,利用实验结合仿真模拟的方法对颗粒离散元参数进行辨识.通过斜面滑移实验,碰撞弹跳实验测定EPS颗粒与PVC软膜之间的静摩擦因数和恢复系数,...     

起爆位置对台阶爆破爆堆形态影响的离散元分析

爆堆形态是评估台阶爆破效果的重要指标,为研究起爆位置对台阶爆破爆堆形态影响,采用3DEC离散元软件,建立岩体强度参数服从Weibull分布的台阶爆破三维模型,通过考虑爆轰传播方向的荷载施加方法,模拟不同起爆位置下台阶爆破的动态破碎和抛掷过程。研究结果表明:在台阶爆破爆堆形态数值模拟中,不能简单地将爆炸荷载简化为瞬态爆轰,需要考虑爆轰波的传播方向。不同起爆位置下的爆堆形态存在显著差异,起爆点位置会影响鼓包运动最先发生的位置,从而影响岩块的抛掷方向和速度,影响爆堆的最终形态。孔底起爆时,爆破开挖方量最大,抛掷距离最远,堆积高度适中,松散系数最高,具有最好的铲挖效率。     

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...     

颗粒流的离散元法模拟及其进展

颗粒流问题是众多工农业生产领域中的常见问题,然而人们至今对颗粒流机理认识不深。目前一种基于离散元的数值模拟方法被用以模拟和分析颗粒流问题,研究实践表明该方法是散体力学分析的一种有效的工具。本文介绍了颗粒流研究的背景以及离散元法的发展过程,概述了颗粒流动力学研究的动理论模型和摩擦塑性模型,综述了离散元法的理论和各种颗粒作用模型及其在粉体工程领域的应用,讨论了颗粒流研究的主要困难和离散元法发展中亟待解决的问题。     

颗粒形状、含量和基体特性对金属基复合材料压缩力学行为的影响

通过建立轴对称体胞模型,用数值分析手段研究了在变形速率范围10－4~105/s内,陶瓷颗粒增强铝合金复合材料的压缩塑性流变特征,讨论了不同颗粒形状(圆柱形和球形),不同颗粒体积含量(10％~50％)和不同铝合金基体(LC4、LY12CZ和7075)对金属基复合材料流动应力、应变率敏感性等的影响,构造了可以描述高应变率下金属基复合材料压缩行为的本构模型,并考虑了基体特性、颗粒形状、体积含量及应变率的影响,得出了与试验相吻合的结果。     

气流粉碎对粉体颗粒形状的影响

用JFC气流粉碎分级设备对十几种物料进行了超细粉的制备 ,并用电子扫描电镜对这些超细粉体的颗粒形状进行了观察与分析 ,发现气流粉碎能够使大部分粉体保持原级颗粒的形状 ,从而可以充分发挥粉体的固有属性     

倒伞式可展索膜结构静力特性分析

倒伞式可展索膜结构是一种新型的张拉式索膜结构,它不同于现有的固定式索膜结构,具有样式新颖,结构灵活,使用方便,用途十分广阔等特点。对倒伞式可展索膜结构的静力分析原理进行了理论推导。结合算例,对该结构的静力性能做了详细的分析。对结构在恒载、预张力、风荷载和雪荷载作用下的反应进行了数值模拟,研究了倒伞式可展索膜结构在荷载作用下应力及位移的变化规律,并找出了它与现有的固定式索膜结构相比所独有的特点和优势,得出了一些适用于倒伞式可展索膜结构的主要结论。     

填充聚丙烯的界面对流变和力学性能的影响

本工作利用RMS-605大型流变仪等仪器研究三种不同几何形状的填料包括碳酸钙粉末、玻璃微珠和云母填充聚丙烯体系,通过不同表面处理改变填料的表面性质,研究了不同界面状态对体系稳态与动态粘弹性质以及力学性能的影响.     

振动挤出对HDPE力学性能及凝聚态结构的影响

利用自行研制的新型液压振动挤出装置研究了振动挤出对HDPE力学性能和凝聚态结构的影响,研究表明,HDPE熔体在振动场作用下纵横向强度都得到提高,振动场使HDPE 6100M振动挤出试样的分子链产生取向,并使晶粒得到细化,试样内部结晶尺寸更为均一,结晶度提高。     

Zr对Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金力学性能的影响

研究了Zr对Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金力学性能和显微组织的影响，结果表明，合金的强度随着Zr含量的增加而提高，含Zr量为0.06%（质量分数）时延伸率出现峰值，添加Zr可抑制合金的再结晶，使合金组织细化，并使该合金的断裂机制由沿晶断裂转变为穿晶断裂，对于所研究的超高强度铝合金，Zr的最佳添加量为0.06%～0.14%。     

聚丙烯聚集态结构与力学性能间关系的研究进展

从聚丙烯结晶形态和复相结构（结晶度、晶粒尺寸、无机刚性第二相分布及界面结构等）的角度出发,综述了国内外有关聚丙烯力学性能与材料聚集态结构关系的研究进展。     

颗粒流润滑剪切膨胀的力学机制研究

颗粒流润滑是可用于苛刻环境下的新型润滑方法,颗粒流的剪切膨胀特性是全面建立颗粒流润滑理论亟需解决的关键问题。该文基于离散单元法建立了颗粒流润滑的分析模型,研究了润滑启动阶段剪切膨胀现象的变化规律,剪切膨胀的速度适应机制和压力适应机制,并在总结剪切速度和压力载荷对剪切膨胀影响的基础上分析得出了剪切膨胀现象的力学机制。研究结果表明：润滑启动阶段,颗粒润滑系统的剪胀率随时步的变化服从二次多项式规律;颗粒润滑系统的剪切膨胀幅度随剪切速度,压力载荷的增大均呈现逐步递减的变化趋势;颗粒润滑系统的剪切膨胀特性与颗粒润滑介质间细观力链的波动密切相关,当细观力链的波动幅度变大时,颗粒润滑系统剪切膨胀的变化幅度亦增大,反之则减小。颗粒润滑介质间的接触力分布按幂函数规律变化,且颗粒润滑介质间力链的强度随着剪胀率绝对值的增大而变强。     

防中子辐射纤维的力学性能及屏蔽效果

分析了防中子辐射纤维的力学性能及屏蔽效果。结果表明，纤维的力学性能可满足纺织加工的要求，有较好的耐热性能，可用于制造无纺布、机织布加工成防护服。     

炭纤维硼改性对其力学性能的影响

采用溶液浸渍对炭纤维（ＣＦ）进行了硼改性处理,并在２５００℃下进行石墨化热处理。研究了硼化物溶液浓度及活化剂对炭纤维力学性能的影响,通过扫描电镜观察炭纤维断面的微观结构形态。实验结果表明,ＣＦ硼处理后可以明显提高纤维的模量,适当控制硼化物溶液浓度,可以同时提高强度。     

脉冲电流对低碳微合金钢力学性能的影响

研究了脉冲电流对一种低碳微合金钢的组织和力学性能的影响，结果表明，脉冲电流处理可以使该钢的晶粒显著细化，从而使其力学性能提高，细化后的组织热稳定性好，在400℃长时间保温不会出现晶粒长大，脉冲电流加热速度快，作用时间短和降低相变势垒的作用是晶粒细化的原因。     

SAN树脂相对分子量的连续变化对ABS树脂力学性能的影响

通过乳液聚合方法合成了一系列相时分子量连续变化的SAN树脂。将其与同一种PB-g-SAN接枝共聚物进行熔融共混,测试了制得的ABS树脂的力学性能。测试结果表明．合成过程中分子量调节剂TDDM用量越多,SAN树脂的相对分子量越低,SAN树脂的熔体流动速率越高。以相同橡胶含量共混制得的ABS树脂的冲击强度越高,拉伸强度和断裂伸长率也越高。系统考察SAN树脂相对分子量的变化时制得的ABS树脂力学性能的影响,时生产特种牌号ABS树脂具有借鉴作用。