冲击煤样单轴压缩的声发射特征研究

为了研究冲击煤样破坏的前兆特征,利用煤岩声发射实验系统对冲击煤样进行了单轴压缩声发射实验,研究了煤样的破坏过程及声发射特征规律.结果表明:声发射活动与载荷及煤样变形破坏具有较好的相关性;冲击煤样的声发射通常在载荷达到最大,试样完全失稳破坏时才会密集出现,表现出产生明显的“群震”特征,峰后基本上无信号产生.分析发现,在临...     

煤岩摩擦过程表面电位特征规律实验研究

实验研究了煤岩摩擦过程中表面电位及其变化规律,初步探讨了煤岩摩擦表面电位变化机理。结果表明：煤岩摩擦过程中有表面电位产生,并且与载荷有较好的对应关系。煤岩摩擦过程分别经历了静摩擦阶段和动摩擦阶段,且动摩擦阶段的表面电位信号强于静摩擦阶段。岩石摩擦过程表面电位信号基本呈正负双向突变,摩擦面两侧表面电位极性相反,具有对称性;煤样摩擦过程表面电位信号基本呈单向突变,摩擦面两侧表面电位极性对称不显著。煤岩摩擦引起表面电位发生变化可由摩擦起电、热电子发射和场致电子发射等机制解释。     

铝合金表面等离子喷涂镍层的显微分析

由于等离子喷涂包含复杂的物理和化学反应,且反应极其迅速,不可避免在涂层中产生空隙和其它缺陷。为了提高涂层质量,有必要对涂层的局部区域进行显微分析,以了解涂层形成特点,为探索涂层与基体间结合的物理化学现象本质提供依据。实验喷涂基材选用硅铝合金（Al-12％Si）,喷涂材料为99．5％金属镍粉,涂层厚度为0．1mm。利用金相显微镜和扫描电镜对镍层与铝合金基体的连接、涂层的形貌及涂层的断口结构进行观察和分析,结果表明铝合金表面氧化膜层阻碍镍铝互熔,同时镍粒子之间互相连接的焊合点并不充满粒子间的整个接触面,快速散流和结晶留下的缺陷、气体吸附及尘埃沉积也影响涂层的性能。     

单轴加载下热处理混凝土声电信号特征

为研究火灾发生后混凝土力学性能变化及结构失稳的前兆特征,对混凝土试样进行20、100、200、300、400 ℃的热处理,并进行单轴压缩实验,监测试样受载破坏过程的声电响应信号,识别结构失稳的前兆特征。结果表明：高温热处理后,混凝土试样的外观颜色、内部结构及力学性质均发生了变化,且目标温度越高,试样外观的色变越显著,裂隙发育越丰富,峰值应力越低,而峰值应变越高;随着目标温度的增高,声发射信号和表面电位信号更加活跃,且两种信号的响应与裂纹的扩展密切相关,能够反映试样内部结构损伤演化的过程;对声发射及电位的时序信号进行变异性系数统计,结果表明声发射的变异性系数在试样受载过程中相对稳定,并在试样失稳前具有快速增大至峰值的异常响应,可作为判断试样结构稳定性的前兆。相比声发射信号,电位信号的变异性特征在试样受载初期处于较高值,随后下降,并在试样失稳前快速增大至峰值。     

JTP电脑控制智能卷扬机的智能控制

本文介绍了以PLC为核心的JTP电脑控制智能卷扬机,给出了硬件和软件设计。     

细乳液聚合制备聚苯乙烯包覆溶剂蓝36的纳米色料

通过细乳液聚合成功制备了聚苯乙烯包覆溶剂蓝36的纳米色料乳胶液。系统研究了憎水剂的种类、乳化剂的浓度、染料浓度以及均化时间对纳米色料微观形貌的影响。结果表明,当乳化剂马来酸酐单十六酯羧酸钠(HEC16)浓度控制在13.3mmol/L～20mmol/L之间,均化时间控制在20min,染料加入量控制在单体质量的10%左右的时候,采用十二烷基硫醇作为憎水剂,可以制备出粒径小于100nm、粒径分布窄且具有核壳结构的高颜色亮度的纳米色料乳胶粒子。     

吉利河水库大坝渗流观测资料分析

对吉利河水库粘土心墙砂壳坝的渗流观测资料分析表明,该坝粘土心墙的防渗效果较好,但坝前铺盖没起到防渗作用,且截渗槽较薄弱,渗透比降较大,可能发生渗透破坏。     

不同岩性煤岩电位信号变化规律及机制研究

煤岩变形破坏过程中产生的电位信号能够较好表征煤岩损伤演化过程,在煤岩动力灾害监测预警领域具有良好应用前景。目前大多研究主要针对同一类型煤岩失稳破坏的电位特征及规律,对不同类型煤岩失稳破坏的电位特征对比分析缺乏系统研究,同时在微观层次上不同岩性煤岩结构破坏过程及组分对表面电位信号的产生机制影响对比研究较少。为深入研究不同岩性煤岩电位信号响应规律及差异性,选用石墨、原煤、砂岩、花岗岩4种试样进行单轴加载并同步采集其损伤破坏过程中产生的电位信号,分析了4种试样受载破坏的电位信号变化特征。结果表明：石墨试样整体电位信号值相对较低,在裂纹损伤和不稳定裂纹扩展阶段电位信号有较大波动;原煤试样电位信号波动与载荷波动一致,整体电位信号变化相对稳定;砂岩试样电位信号值在压密阶段和弹性变形阶段增大速率较快;花岗岩试样电位信号在裂纹损伤和不稳定裂纹扩展阶段波动较大,电位信号值增大速度加快。通过扫描电子显微镜和X射线荧光光谱仪,从微观结构及组分方面解释了不同岩性煤岩试样电位信号的产生机制。结果表明：在煤岩加载的压密阶段和弹性变形阶段阶段,石墨试样和原煤试样从微观上看有较多的糜棱状划痕,表明摩擦效应是石墨试样和原煤试样的重要带电原因,砂岩试样和花岗岩试样含有较多的O、Si元素,压电效应是砂岩试样和花岗岩试样的关键带电原因,而砂岩试样的电位信号受压电效应的影响更大;在煤岩加载的裂纹萌生和裂纹稳定增长阶段、裂纹损伤和不稳定裂纹扩展阶段、卸载阶段,各煤岩试样电位信号产生原因以试样内部的裂纹扩展和摩擦效应为主,其中裂纹扩展是煤岩电位信号产生的重要原因,裂纹尖端的电荷分离主要包括裂纹尖端应力集中引起的电子逃逸、裂纹扩展引起的裂纹面电荷分离和裂纹尖端放电3个方面。     

基于多尺度多重分形法的煤岩破坏电位信号特征研究

煤岩变形破坏诱发的表面电位信号包含损伤演化的关键信息,在煤岩动力灾害监测领域得到广泛研究,但大多是在单一时间维度对电位时序信号的波动特征进行研究,对时序信号的非线性、多尺度特征变化规律缺乏深入研究。针对该问题,搭建了煤岩破坏电位监测系统,同步测试了原煤和辉长岩2种试样的电位时序信号,并通过多尺度多重分形（MMA）法,深入研究了多尺度下的电位信号非线性特征,得到了电位时序信号的奇异性指数、奇异维数、局部赫斯特指数等参数,并采用L2范数对赫斯特曲面予以量化。实验结果表明：原煤和辉长岩的总体电位信号都呈现出多尺度多重分形特征,且裂纹萌生前后的电位多重分形图谱呈现一定差异性;相较于辉长岩,煤样在加载前后阶段不同位置处电位信号的奇异性指数差异Δα正负趋势呈现不同特征,表明了煤样具有更强的非线性演化特征;多尺度下局部赫斯特指数的L2范数更好地体现出试样不同通道电位信号间的长程相关性,并能够量化试样电位时序信号的非线性演化特征,进而实现煤岩失稳破坏预测。     

基于单轴压缩红外辐射的煤岩损伤演化特征

为定量分析煤岩受载过程中红外辐射温度特征参数与煤岩损伤演化规律,采集并分析了煤岩单轴压缩条件下的红外辐射温度数据,根据损伤力学理论构建了煤岩损伤模型,得到了最高红外辐射温度积累量和煤岩损伤之间的关系。结果表明:(1)煤岩受载最高红外辐射温度-时间曲线与载荷-时间曲线有很好的对应关系,最高红外辐射温度能够反映煤岩受载破坏情况;(2)基于最高红外辐射温度积累量的煤岩损伤演化模型能够很好地反映煤岩在单轴压缩条件下裂隙缺陷产生、发展和破坏的演化过程;(3)基于最高红外辐射温度积累量的计算应力和实测应力的整体相关性系数达到0.8以上,呈高度相关,且计算应力-应变曲线峰值超前于实测应力-应变曲线峰值。