复合冲击频率配合特性模拟研究

目前,对于传统的轴向冲击破岩和扭力冲击破岩机理的研究较多,而复合冲击钻井破岩机理的研究正处于起步阶段,且现有的研究成果极少。鉴于此,利用ABAQUS动力学冲击模块计算平台建立了PDC钻头单齿-岩石相互作用的动力冲击数值模型,考虑切削齿在钻压、转速、交变冲击扭矩和交变轴向冲击力等多个载荷的共同作用下,分析了复合冲击破岩方式、轴向冲击和扭向冲击频率配合方式、钻压等几个因素对复合冲击破岩效果的影响。研究结果表明:岩石单元内部拉应力与压应力破坏区域交替分布;冲击条件相同,且在轴向冲击频率为扭向冲击频率的1/2时,岩石破碎效率最高;如果冲击频率太小,而不能及时有效地破碎钻遇岩石,即发生黏滑振动;如果冲击频率太大,载荷作用时间太短,则破岩过程中冲击能量无法及时分配,冲击力微弱,因此,复合冲击频率配合数量关系存在一个冲击频率极值。复合冲击钻井技术破岩机理的研究为新型钻井工具的进一步开发和优化改进奠定了理论基础。     

三组分气体超声速凝结过程数值模拟与实验研究

结合液滴成核与生长模型,以及气、液流动控制方程建立了超声速凝结流动数学模型,对空气+水+乙醇三组分（双可凝）气体超声速流动条件下凝结特性进行了数值计算,研究了三组分气体超声速凝结特性影响因素,通过与空气+水双组分（单可凝）气体对比,分析了第二种可凝组分对凝结成核的影响,并开展了实验验证与对比分析。结果表明：随着三组分气体中乙醇含量的升高,Laval喷管内成核率、液滴数均增大,但成核区收窄,液滴生长区向前移动;在入口可凝气体为饱和状态下,升高入口温度与压力均能促进凝结的发生,使Wilson点向喉部移动,进而提高出口气体湿度;与双组分气体相比,三组分气体发生凝结的Wilson点更靠近喉部,出口湿度更大,说明三组分气体发生凝结时,两种可凝气体的凝结过程是相互促进的;Laval喷管沿程压力及Wilson点测试结果与数值计算结果吻合较好,说明所建立的数学模型具有较高的准确性。     

集合管拔头与辐射炉管焊接气体保护装置的应用

炼化装置设备的部分耐热合金工业管道焊接时内部需充惰性气体进行保护,但在现场焊接施工时,由于管件结构及尺寸的原因,内部整体充气保护实施困难,而且焊接时保护效果不理想,无法保证焊接质量。操作者根据现场实际情况设计了集合管拔头管口与辐射炉管焊接气体保护装置进行焊接气体保护,焊道背部金属保护效果显著。该方法操作简便,节省了大量保护气体,缩短了施工工期,现已得到了认可和推广。     

平面扇形可倾瓦气体推力轴承的优化设计

气体动压轴承在小型透平机械中有着诱人的应用前景．本文介绍了平面扇形可倾瓦气体推力轴承的工作特性计算及其参数优化的方法．利用自编的软件取得了瓦块最佳直径比和支承位置等参数的优化结果，并且在微机上实现了该种轴承的优化设计．     

瞬态气体温度传感器研究

本文介绍了作者研制的瞬态气体温度传感器.针对传感器敏感元件的结构设计，应用等效物理模型，对影响温度测试精度和动态响应的结构参数以及使用方法进行了计算分析.研制出的温度传感器经激波管动态标定，证明其具有百微秒级的动态响应.本文最后介绍了在倒拖工况下，柴油机缸内瞬态气体温度的测试结果．     

飞行器火工装置的冲击隔离结构方案实验研究

飞行器由于采用了××炸药索作为级间分离及壁板减重的火工装置，当火工品引炸时，对周围的仪器支架和脱拔插头产生高达３００００ｇ的冲击加速度。为保护仪器支架和脱拔插头，本文，总结了多种隔冲击结构方案的试验结果，选出了一种最佳方案，即二级硅橡胶缓冲器与阻尼复合结构的结合形式。该方案可使冲击加速度衰减至１６０ｇ以下。测的是周向过载。４结语粘弹阻尼复合结构用于高频响、高过载的冲击衰减系统尚是一种新的尝试。由于本课题所设计的缓冲支架采用了多级隔冲方式，冲击载荷传递的环节多，而且是三维冲击响应，载荷的波形复杂，不确定因素多，无法采用理论分析的方法进行研究。虽然如此，缓冲器的隔冲特性以及粘弹阻尼复合结构的减振性能还是可以估算的。这方面的理论问题有待于进一步研究。从试验角度而言，本次试验已解决了飞行器的仪器盒及脱拔插头的隔冲击振动问题，证明所设计的隔冲击支架满足使用要求。通过对不同支承界面联接方式的研究，选出了较佳的支承结构形式，即文中的标准状态。该结构形式隔冲击性能好，衰减倍数大，安装和更换方便，防热性能好。试验数据表明，仪器架的衰减倍数大于４００倍，脱拔插头支架大于２９０倍；在最大过载约３００００ｇ，最大响应频率约２２．４     

基于分布式光纤传感技术的卸压钻孔时间效应研究

以钻孔卸压原理及分布式光纤传感技术为基础,建立了卸压钻孔周边煤体内部应变感测模型,提出了以光纤拉伸应变值及卸压半径为指标的卸压效果评价方法。通过对传感光缆下方钻孔卸压周边煤体内部应变定期测试,并结合钻孔内部表观现象观测,根据不同时间钻孔周围煤体内部应变及表观破坏特征将钻孔卸压过程分为裂隙发育阶段、极限平衡阶段、塌孔阶段、破碎煤体压实阶段等四个阶段。分别确定了在忻州窑矿地质及开采条件下钻孔卸压过程中各阶段的时间区间,得出超前94~101 m以上施工钻孔,其卸压效果较为显著。利用微震监测系统,对比分析了卸压钻孔施工时间调整前后的微震事件分布特征,结果表明:当卸压钻孔施工达到超前工作110 m后,工作面周边高能量事件的频次明显减少、微震事件平均能量明显降低38%。     

瓦斯对冲击性煤样能量耗散的影响

基于煤的冲击倾向性分类及指数测定方法,进行了不同瓦斯压力下煤样冲击倾向性测定,应用能量积聚与耗散的方法,分析了不同瓦斯压力环境中煤样单轴压缩与循环加卸载过程中能量积聚与耗散关系。研究表明：随着瓦斯压力的增大,煤样的冲击倾向性指数减小,冲击倾向性降低;煤样破坏前储存的弹性能降低,破坏时耗散能增率呈非线性快速降低趋势;在循环载荷作用下,煤样在相同循环中耗散能随着瓦斯压力的增加而增加。在不考虑瓦斯膨胀能的情况下,瓦斯压力的增加降低了煤层冲击地压的破坏性。因此,高瓦斯矿井在深部开采中进行冲击倾向性评价时应考虑瓦斯因素。     

高压水射流除垢机理研究

本文根据流体力学的基本方程－积分形式的能量方程、连续性方程和动量方程，推导出高压水射流作用在管壁污垢上的应力计算公式，从理论上分析了高压水射流除垢机理，提出了根据不同管垢的耐压强度极限应力设计喷嘴结构及射流压力选择的理论方法，对现场应用具有重要指导意义，本文所述理论方法及计算公式未见有公开文献报道。     

聚能射流侵彻混凝土靶板的工程计算方法研究

详细分析了聚能射流侵彻混凝土介质的整个过程,根据流体模型和流体一弹塑性模型分别推导了侵彻孔深和孔径的计算公式。通过将理论计算值与试验测量值的对比分析.表明该工程计算方法可用于聚能装药对混凝土的侵彻参数计算．有一定的实用价值。