基于钻杆转速和钻屑量测定煤体应力实验研究

通过对钻孔过程中煤岩体应力场、钻杆转速及钻杆排屑力、排屑扭矩进行理论分析,提出利用钻杆转速和钻屑量综合预测煤体应力大小的可行性,并利用自主研制的钻孔多参量测试设备进行实验室试验和现场钻孔实验。研究结果表明:在钻进速度、钻杆参数一致的条件下,钻杆转速与煤体应力呈负相关趋势,钻屑量与煤体应力呈正相关趋势,且钻杆转速与钻屑量保持很好的对应关系,证实了依据钻杆转速和钻屑量来综合预测煤体应力大小、集中程度是可行的;依据现场测试数据可得某矿实际工作面卸压区、集中应力区及原始应力区的大致分布位置,且集中应力区钻杆转速最小约为517.2 r/min,对应的钻屑量最大为5.1 kg/m。依据大量钻屑转速测试数据,提出利用一孔双指标对冲击地压进行预测预报,为煤矿动力灾害的防治提供新思路。     

内啮合齿轮泵径向补偿月牙块角度研究

在分析内啮合齿轮泵径向补偿月牙块工作原理的基础上对其建模,分析了上下月牙块在内外齿轮运行过程中的受力情况和液压力变化周期,确定一个周期内不同位置时上下月牙块所受油压分布以及其x、y方向液压力,得到了使上下月牙块合力最大时的内外齿轮转角和使两月牙块分别贴紧内外齿轮齿顶形成径向密封的情况下的约束条件,在此基础上优化得到上下月牙块对内外齿轮压力最小时上月牙块在高压区的端面角度和密封小棒安装角度参数。     

扭转弹性波主动控制中传感器和二次源的优化布置

建立抟转弹性波主动控制系统的物理模型,研究二次源、误差传感器位置对最优控制效果的影响。研究并证明以位移响应为控制目标函数和以功率流为控制目标函数在扭转弹性波主动控制最优效果的实现上,两者的同一性,从而使得在主动控制的实现上,用简单的位移测量就可以代替关于振动能量传递所进行的复杂的测点布置和计算处理,使主动控制的实际操作变得简单易行。试验研究进一步证实了在扭转弹性波主动控制最优控制效果的实现上,对二     

300MW汽轮发电机组轴系扭振机电耦合冲击响应的模拟研究

大型汽轮发电机组轴系扭振是发电机机械系统与电网系统相互耦合作用的结果。由于电网负荷变化的随机性,突发性及多样性,机组承受的扭振冲击载荷及其响应特性十分复杂。本文采用弹性连续体振动波动方程的解析方法,分析了300MW汽轮发电机组的扭振响应特性,并针对几种典型的外部激励,对网机耦合作用下机组轴系的扭振强迫振动进行了计算机模拟考核。     

阶梯轴中扭转弹性波主动控制研究

从一维扭转波动理论入手,就阶梯轴中变截面界面上扭转弹性波的反射和透射关系建立起了各轴段的扭转振动响应的数学表达式。并基于位移响应为目标控制函数,对二次源、误差传感器的布置位置进行了优化设计。从理论上模拟了主动控制效果。并对一个一级梯轴进行了弹性波主动控制的试验研究。结果表明,对于复杂的阶梯轴形式,采用简单的单一控制源和单一误差传感器的控制形式就能取得良好的控制效果。     

混凝土路面施工过程中裂缝的成因与防治措施

分析了公路路面施工出现裂缝的原因,从材料选择、提高路面平整度、加强养护等方面,阐述了公路路面开裂的预防措施,旨在保证公路工程施工质量及公路运行的安全性与稳定性。     

超临界CO_2增透煤热流固耦合模型与数值模拟

针对中国绝大多数高瓦斯煤层渗透性低以及低渗透煤层强化抽采瓦斯效果不理想的现状,结合超临界CO_2强扩散和溶解增透孔隙介质等独特优点,依据超临界CO_2作用后煤微观孔裂隙的演化特征,得到煤微观孔隙率和渗透率演化方程,根据孔隙率的变化确定损伤变量,考虑体积应力、温度、孔隙压力及超临界CO_2溶解增透作用的影响,建立超临界CO_2作用后煤的热流固耦合力学模型,利用ABAQUS软件提供的场变量子程序,结合PYTHON脚本和子程序二次开发功能,实现低渗透煤层注超临界CO_2增透规律数值模拟。结果显示:超临界CO_2注入后,注气孔周围煤体内体积应力、温度及孔隙压力变化明显,随着距注气孔距离的增加,影响程度逐渐减弱,并趋于稳定;经超临界CO_2作用后,注气孔周围煤体内不断萌生新的孔裂隙,并与原有的孔裂隙相互贯通,随注气时间的延长各级孔裂隙不断向煤体纵深演化发展,煤微观孔隙率较注气前提高了2个数量级;超临界CO_2的致裂增透作用引起煤体不同程度的损伤,距注气孔越近,损伤程度越大,损伤增加越快,注气时间越长,损伤增加的幅度越大;煤微观孔裂隙的有效发育为煤层气的扩散渗流提供了更多的运移通道,使煤体渗透系数较注气前提高了3个数量级。     

进气系统编织管声学性能

通过建立编织管声学有限元模型,采用Johnson-Champoux-Allard模型描述编织管管壁特性,研究进气系统编织管的声学性能仿真方法.研究Johnson-Champoux-Allard模型中的5个特性参数对编织管声学性能的影响.流阻率的影响最显著,主要表现在低频范围;孔隙率、形状因子、黏性特征长度的影响主要表现在高频范围;热特征长度的影响较小.采用两负载法测量编织管的传递损失,结合仿真研究提取编织管管壁的5个特性参数,通过台架试验测量发动机实际工作状态下安装编织管的进气口噪声.结果表明,编织管在宽频范围内的降噪作用良好,能够有效地衰减高频气流噪声成分.     

基于结构优化方法的单缸机机体轻量化设计

采用拓扑优化和形状优化相结合的集成优化方法,研究了结构优化方法在发动机气缸体轻量化设计中的应用.拓扑优化采用变密度方法,以缸体总柔度最小化为优化目标,以缸体重量为约束条件;应用形状优化对曲轴箱两侧壁面的厚度进行优化,以减重为优化目标,以最大应力不超过原缸体应力为约束条件.在最大爆发压力工况下优化后的缸体最大应力比原缸体低,应力分布更加均匀.结构优化方法应用于缸体的等强度轻量化设计,容易确定缸体的最佳形状,减少了重复设计验证的次数,可以大幅度缩短产品设计周期.