基于ANSYS Workbench下芯片的耦合研究

为了研究电子设备在温度较高的环境下电路板元器件散热和在温度载荷下引起的变形,通过ANSYS数值模拟的方法建立流热耦合的电路芯片散热模型,对芯片与电路板表面形成冲击压力进而导致热疲劳进行研究,分析与讨论温度对流场与静力学结构的影响.通过数值模拟分析得出:电路板为铝材质的变形很大,变形从中间凸起;而PCB材料电路板的变形不是局部变形,属于扩散式变形.     

电感耦合等离子体质谱法在青海某地区铌矿物化学物相分析中的应用

为了准确快捷有效地对青海某地区铌矿物进行化学物相分析研究,采用电感耦合等离子体质谱法测定各相态中的铌,建立了一套准确快速测定铌矿物化学物相的分析方法.通过对溶剂的选择,实现对易解石、黄绿石、铌钙矿、铌铁矿、钛铁金红石和分散相的分离与测定.物相分析试样以两份完成,一份在550～600℃的高温炉中焙烧,氟化铵溶解易解石中铌.另一份试样不经高温焙烧,用含氯化亚锡的盐酸溶解分散相中的铌;用含氢溴酸的氟化铵溶解易解石和黄绿石中的铌;用含氢氟酸的硫酸溶解铌钙矿中的铌;用含氢氟酸的盐酸溶解铌铁矿中的铌;用焦硫酸钾熔融提取钛铁金红石中的铌,最后用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定以上各相态中铌的质量分数.在ICP-MS工作条件下连续7次测定样品空白,计算各铌相态的方法检出限(3S/N)分别为0.023、0.021、0.018、0.025、0.016、0.007μg·g-1.对7个铌矿物样品进行铌物相分析,做精密度和准确度试验,符合《地质矿产实验室测试质量管理规范》(DZ/T 0130.3—2006)的要求.     

基于氢能的风-火耦合多能系统设计与综合评估

为了提高火电机组深度调峰极限,挖掘其提升新能源消纳能力的潜力,构建了基于氢能的风-火耦合多能系统.建立了风-火耦合多能系统的设计框架,包括设计原则、系统组成及评价指标体系等,提出了富裕风电制氢支撑的风-火耦合多能系统的总体结构;考虑经济性、能源利用、"双碳"目标、可靠性这4个方面的影响因素,提出了风-火耦合多能系统的多尺度评价指标及其数学模型,并基于模糊层次分析-熵权法确定各指标的权重占比;以某地区拟建的风-火耦合多能系统结构设计为例,验证了所提方法的有效性,可为实际工程建设提供了一定的参考.     

液压机三级插装阀组的动态特性分析

应用液压系统建模方法和计算机数字仿真技术，对大中型液压机系统中常用的三级插装阀组，进行了结构计算分析，并指出其实际应用价值。     

露天矿山深-浅耦合台阶爆破方法研究及应用

爆破大块率高一直是困扰国内外众多露天矿山的技术难题,银山矿露天采矿场由于采区地质条件复杂,爆破大块率高的现象尤为明显。为此,针对露天采矿场岩性复杂易产生大块的区域,基于岩石的物理力学性质,计算出千枚岩和斑岩爆破区域需增设的短孔孔位。为减少爆破大块的产生率,提出了中深孔爆破方法—深-浅耦合台阶爆破方法。在银山矿露天采矿场实施深-浅耦合台阶爆破方法后,爆破大块率得到有效控制并取得了显著的社会及经济效益。     

金矿采矿工艺与采场稳定性分析研究

某金矿设计标高在65m以上的矿体属于急倾斜极薄矿体,矿体原采用浅孔留矿法开采,安全系数差,损失贫化率高,需要采取对应措施保证采场安全生产。为了提高产量,矿区明确提出应选择削壁充填开采的方式。结合Mathews图解法检测岩石力学主要参数、岩石水文地质标准研究和质量评价,对采场、采场顶板、采场上盘围岩可靠性进行深入分析和科学研究,结果表明,金矿主要形成于变质岩,主要成矿都集中在岩浆侵入地壳的变质脉的边缘,也有其他的成矿模式。选择浅孔留矿方式不能保证采场围岩的稳固性,而选择削壁充填开采方法更加合理,采矿工作安全、高效,项目实际经济效果良好,与浅孔留矿法相比,削壁充填采矿法可使矿石贫化率降低3%,矿石损失率降低2%。     

热损伤岩石物理力学特性演化机制研究进展

为深入了解温度作用下岩石热损伤演化机制,对超深钻探、深地实验室、核废料处置库、地热资源开发等地下岩体工程的安全性和稳定性做出合理性评价,本文通过分析整理国内外文献,系统综述了温度作用下岩体变形破坏方面的研究进展与成果。简述了高温作用下岩石的物理力学特性,侧重总结了岩石物理力学参量随温度变化的演化规律。重点分析了深部岩石材料在高温条件下岩体结构及相关物理场探测技术的最新研究成果,梳理了声发射(AE)、超声波(UT)、X射线分析（XRD）、偏光显微镜(PM)、扫描电子显微镜(SEM)、核成像技术（NMR）以及CT扫描技术等先进的辅助试验设备在热破裂分析中的应用。归纳总结了国内外学者采用的热力耦合模型和数值分析方法及适用条件,简略阐述了温度作用下岩石力学参量变异性特征。最后,指出了当前岩石热损伤研究中存在的一些局限性,并从深部地下工程建设方面展望了未来的发展方向,即多尺度、多场?相探究岩石热损伤机理,宏?细?微观角度系统分析岩石热损伤演化规律。      

基于磁记忆检测的桥钢箱梁翼缘损伤状态力磁关系

金属磁记忆检测技术由于其能够快速便捷的对铁磁性构件的损伤进行识别,且被认为具有识别隐性损伤的能力,而被广泛研究。为推进金属磁记忆检测技术在桥钢箱梁损伤检测方面的应用,对桥钢箱梁进行了静力受弯试验,提取其变形最严重的上翼缘磁信号分布,建立了损伤区域力与磁信号和磁信号梯度的关系曲线,并提出用磁场梯度指数来表征钢梁的受力和损伤状态。结果表明:上翼缘磁信号曲线与应力变化形态正好相反,磁信号曲线在进入塑性后发生反转变为负值,且随应力变化的速度增快,可以判断构件进入塑性状态,即将发生损伤;磁场梯度曲线在损伤最严重的区域出现最大值,且随着荷载的增大,磁梯度最大值点不断向钢梁中间移动,由此可以进行破坏状态的预警;磁场梯度与应力关系曲线可将构件整个受力过程明显的区分为初始、屈服、塑性、损伤4个状态;可以用磁场梯度指数来进行构件受力状态与损伤状态的表征。该研究可为金属磁记忆检测技术在桥钢箱梁损伤状态的定量评估和预警方面的应用提供依据和参考。      

深部矿井水平方螺旋形埋管充填体换热器及其耦合热泵系统性能研究

深部矿井蕴藏着大量地热资源,功能性充填体技术将深部采矿和深部地热开采相结合,实现矿产和地热资源开发共赢,是延长深部矿山寿命的重要举措。本文在分析了国内外充填矿井通过埋管提取地热资源现状基础上,提出了一种水平方螺旋形埋管充填体换热器（Square-spiral-type backfill heat exchangers,S-S BHE）。考虑到地下水渗流对矿井埋管充填体换热器（Backfill heat exchangers,BHE）取热影响显著但前期研究相对不足,利用COMSOL软件建立了三维非稳态BHE热渗耦合模型并验证了其可靠性。在此基础上,建立了埋管充填体换热器耦合热泵（Backfill heat exchangers coupled heat pump,BHECHP）数学模型及四个综合评价指标。首先,在相同几何条件和物理条件下,对比分析了S-S BHE与两种典型蛇形BHE的性能,结果表明:S-S BHE的综合评价指标均优于蛇形BHE,且在较高渗流条件下优势更加显著。其次,研究了管内流速、管间距、渗流速度和入口水温对S-S BHE及其耦合热泵特性的影响规律,研究发现:管内流速和渗流速度对综合评价指标的影响最为显著,管内流速越高,单位管长平均换热功率越高,但制热季节能效明显降低。分析认为管内流速存在0.4～0.6 m·s–1的最优区间,此时管内循环水流动处于从过渡区向旺盛湍流转变。渗流速度在小于10–6 m·s–1时的影响可以忽略不计,在10–6～10–5 m·s–1的常见渗流范围内,综合评价指标均呈线性递增的趋势。最后,对方螺旋形埋管充填体换热器耦合热泵（Square-spiral-type backfill heat exchangers coupled heat pump,S-S BHECHP）进行了生态评价。通过与传统供暖方式对比发现:采用S-S BHECHP的供暖方式具有显著的节能降碳效果,一次能源消费和碳排放量比蓄热式电锅炉、燃煤锅炉和空气源热泵相应降低了83.39%、61.57%和56.84%。本研究结果展示了方螺旋形BHE和BHECHP的优良性能,为蓄热储能式功能性充填在深部矿井的应用与探索提供了理论指导。