Elastoplastic contact mechanics model of rough surface based on fractal theory

Because the result of the MB fractal model contradicts with the classical contact mechanics, a revised elastoplastic contact model of a single asperity is developed based on fractal theory. The critical areas of a single asperity are scale dependent, with an increase in the contact load and contact area, a transition from elastic, elastoplastic to full plastic deformation takes place in this order. In considering the size distribution function, analytic expression between the total contact load and the real contact area on the contact surface is obtained. The elastic, elastoplastic and full plastic contact load are obtained by the critical elastic contact area of the biggest asperity and maximun contact area of a single asperity. The results show that a rough surface is firstly in elastic deformation. As the load increases, elastoplastic or full plastic deformation takes place. For constant characteristic length scale G, the slope of load-area relation is proportional to fractal dimension D. For constant fractal dimension D, the slope of load-area relation is inversely proportional to G. For constant D and G, the slope of load-area relation is inversely proportional to property of the material ϕ, namely with the same load, the material of rough surface is softer, and the total contact area is larger. The contact mechanics model provides a foundation for study of the friction, wear and seal performance of rough surfaces.     

循环扭剪作用下黄土的动剪切特性试验研究

原状黄土具有显著的结构性,在增湿及循环剪切作用下均可导致其结构破坏。通过不同固结围压条件下大尺寸原状黄土圆筒试样的动扭剪试验,测试分析了原状黄土从小应变到大应变的动应力应变关系,动剪切模量和阻尼比的变化规律,以及逐级增大循环扭剪作用下黄土的剪切强度。得到了10^-5~10^-2剪切应变范围内黄土动剪切模量随固结围压和含水率的变化规律,分析了黄土最大动剪切模量随黄土构度的变化规律。建立了黄土最大动剪切模量与构度和固结围压的关系式。揭示不同固结围压条件下不同含水率黄土的阻尼比随动剪应变对数值的变化分布在一个带内;循环扭转作用下圆筒黄土样存在两组破坏面。     

考虑结构性影响的原状黄土等效线性模型

对不同含水率的西安原状黄土及相同干密度的扰动饱和黄土进行动三轴试验,用同一动应变下原状黄土的割线模量Edy与扰动饱和黄土的割线模量Edrs之比值定义了动三轴应力条件下结构性参数mεd,它可以综合反映土的排列和胶结特征所表现出的综合结构势(结构性强弱),探讨了动荷作用过程中不同固结围压及含水率下结构性参数变化特性。研究结果表明:①结构性参数可以反映含水率、固结围压对动三轴应力条件下原状黄土结构性的影响,具有很好的合理性、灵敏性、稳定性。用此结构性参数随含水率、固结围压的增大而减小的特性可以合理地解释原状黄土的动应力应变特性;②结构性参数的变化量mεd0?mεd与动应变εd关系可以用双曲线来拟合(mεd0为初始结构性参数),由此所得到的结构性参数表达式可以反映固结围压、湿度、密度、动应力和动应变对结构性的影响;③在扰动饱和土的等效线性模型中引入结构性参数所得到的原状黄土等效线性模型能够考虑增湿、加荷对原状黄土结构性的影响,计算结果与试验结果之间吻合较好。     

连续油管TIG焊接热影响区组织及性能热模拟分析

采用热模拟技术、显微分析方法和力学性能测试等手段,对连续油管用粒状贝氏体钢在TIG焊接过程中,接头热影响区不同部位的微观组织和宏观力学性能进行分析。与此同时,热影响区与母材组织及力学性能的对比表明,在接头热影响区中,过热粗晶区以长条状铁素体组织为主,冲击功相对较高。正火区和不完全正火区组织以多边形铁素体为主,晶粒之间晶界清晰,块状铁素体之间为片状和粒状珠光体组织,冲击功较低;回火区没有发生明显相变,晶粒尺寸比母材略有增加,组织发生了微小的回复再结晶,材料的冲击功有所回复。     

配电网电压综合补偿方法研究

国标中规定10 kV及以下三相供电电压幅值允许偏差为标准系统电压的±7%,对于线路较长,负荷较重,负荷功率因数较低的辐射式配电网,末端节点电压常常低于电压下限9.30 kV。电压补偿方式有多种,较常用的方法有安装串联补偿装置、并联补偿装置,或采用变压器无载调压和有载调压,对于某些末端压降严重的线路,需要多种方式综合调压,才能满足质量要求。文中以10 kV配电网典型辐射式线路为例,采取EMTP-ATP软件仿真计算的方法,对系统稳态运行时串联补偿装置、并联补偿装置以及变压器调压对线路沿线电压的补偿效果进行了仿真研究,获得了改善沿线电压损耗较有效的综合调压方案。     

一种用于并网电流控制器的有源高频阻尼方法

在数字控制器的应用中,并网逆变器的电感电流控制增益总是受到电感值、控制频率以及数字控制器实现时的控制延时限制。增加控制增益和提高系统稳定裕度之间存在固有矛盾。因此,针对大增益引起的谐波和稳定性问题,进行根本原因分析,提出了一种虚拟高频阻尼方法(VHD)来解决数字控制器对于电流控制增益的限制,并且也提出了一种改进的电流预测(CP)单元。Matlab仿真和实验结果验证了虚拟高频阻尼方法的有效性,并且电流环增益得到了放大。     

中性点经ZnO非线性电阻接地系统的故障识别方法

根据中性点经ZnO接地系统下发生不同故障时高频分量的差异性特点,提出了中性点经ZnO非线性电阻接地系统的故障识别方法。首先,利用小波多尺度变换分析不同故障时高频分量的衰减性差异,其次,利用Prony算法提取高频分量的幅值信息,并计算固定时间窗内的幅值比提出识别判据,最后,结合实际系统继电保护方案及ZnO非线性电阻作用的有效性形成故障识别方法。通过大量仿真及计算表明,无论故障点位置在何处,该方法均能够正确、有效识别瞬时性故障和永久性故障。     

大渡河某水电站围堰工程中悬挂式防渗墙深度的确定

以稳定渗流有限元分析方法为基础,结合优化设计中的参数敏感性分析方法和目标函数分析方法,将施工工期作为目标函数,将堰体下游出溢处水力坡降和围堰施工时间作为约束条件,进行大渡河某水电站围堰工程中悬挂式防渗墙深度的优化研究。分析了悬挂式防渗墙不同深度计算条件下的施工工期、下游出溢处水力坡降和堰体流量等敏感性因素,进而通过归一化思想得到它们分别与防渗墙深度的关系,再根据约束条件求取悬挂式防渗墙的最优化深度,并给出了优化深度的计算结果图。对悬挂式防渗墙深度的研究,不仅对于工程建设的时效性和安全性是必要的,而且为全面、合理的评价悬挂式防渗墙的功效提供了理论依据。     

活性炭负载氧化锆制备除磷吸附剂的最佳条件研究

采用浸渍法制备了活性炭负载氧化锆的除磷吸附剂,考察了制备条件对其除磷效果的影响,通过正交试验确定了该吸附剂的最佳制备条件。结果表明,当浸渍时间为12h、锆溶液浓度为0．4mol／L、固化温度为200℃时,所制得的吸附剂的吸附除磷效果最好,对磷的吸附量为7．8mg／g。     

不同应变速率下非贯通裂隙介质的力学特性研究

针对地震、爆破等动力荷载作用下节理裂隙岩体的稳定性问题,采用含2条、3条闭合非贯通裂隙的类砂岩模型试样,对应变速率为1.7×10-5s-1、1.7×10-3s-1、1.7×10-1s-1条件下的含裂隙试样进行了单轴加载试验。结果表明:裂隙试样的变形与内部裂隙的贯通过程紧密相关,且呈现显著的局部化渐进破坏特征;随着应变速率的增加,裂隙试样应力-应变曲线斜率显著增加,裂隙试样与无裂隙试样弹模差别减小;不同应变速率下裂隙试样强度明显受控于裂隙的空间位置,且共面非贯通裂隙试样在倾角为35°左右时峰值强度呈现最低值,这与贯通裂隙试样在60°左右时强度出现最小值不同;不同应变速率下含3条预制裂隙试样破坏时的强度与预制裂隙间的贯通模式有关,且与发生相同贯通模式时的含2条预制裂隙试样峰值强度基本相同;裂隙试样峰值强度随应变速率的增加而增加,且含3条裂隙试样强度增幅较含2条裂隙试样、无裂隙试样明显,即随着应变速率的提高,含裂隙试样的弱化作用降低。