离散元中破碎自组织对颗粒破碎影响研究

从数学领域的阿波罗填充法入手,建立了4种破碎自组织,并借助线性膨胀法保证破碎前后质量守恒。在此基础上,开展了不同破碎自组织的数值试验,研究了破碎自组织对级配演化以及材料的宏细观力学特性等的影响。结果表明:颗粒级配曲线的分形维数和颗粒间的平均应力随破碎自组织中颗粒数目增多而下降,而相对破碎率B_r和材料的压缩性随自组织中颗粒数目增多而增大。加载过程中的法向接触和接触力玫瑰图表明,自组织中颗粒数目愈多,材料的各向异性程度愈低,颗粒法向接触数目愈多,而法向接触力愈小。另外,配位数及接触力的概率密度也与破碎自组织存在密切联系。     

制造装配精度对旋转吊具影响分析

基于乘用车总装底盘线项目,项目应用了高度体现机电一体化现代技术的物流输送系统即重载EMS自行小车输送线,简要介绍了重载EMS输送系统及旋转打开保持吊具的结构及原理。通过公司成功案例进一步解析了吊具的设计关键尺寸对支点调整的精度影响进行分析与研究,总结出关键尺寸的精度控制要求,对吊具设计结构进行优化设计,有效保证了旋转打开保持制作精度及现场安装调整的时间。该项目经验对机械化输送领域类似设备问题的解决有较高的实际指导意义及应用参考价值。     

非饱和土水汽迁移与相变：两类“锅盖效应”的试验研究

“锅盖效应”定义为：不透水覆盖层下土体含水率大幅提高甚至饱和。最新的理论研究将“锅盖效应”分为两类,第一类由非饱和土内水气冷凝引起,第二类是冻结条件下由气态水迁移引起。为试验验证两类“锅盖效应”,研究其内在机理,利用新研制的非饱和冻土水汽迁移试验仪,对不同初始含水率的试样开展不同温度条件的水汽迁移试验。试验结果表明：冻结和未冻结两种状态均能使钙质砂试样顶部含水率增加,但冻结状态下的增加幅度显著。冻结状态下,含水率峰值位置与冻结锋面大致相同,且初始含水率越大,试样顶部和冻结锋面处的含水率增加越显著,降温速率越小,气态水迁移越显著;初始含水率增加也能使未冻结状态下的钙质砂试样顶部含水率增加,并且温度梯度对气态水迁移有一定的抑制作用,温度梯度越小,抑制作用越明显。试验结果很好地验证了两类“锅盖效应”的理论。     

红旗H平台涂装车间物流系统仿真分析

以红旗H平台涂装车间作为主要的研究对象,在已知车间整体布局、工艺流程、设备参数等数据的前提下,通过Plant Simulation仿真软件建立该涂装车间的仿真模型,验证涂装车间的产能,分析立体库运行情况,并对给定范围内的滑橇数量进行试验,找出数量最优组合。该项目经验对涂装车间机械化输送领域类似问题的解决有较高的实际指导意义及应用参考价值。     

基于未冻水膜压力判据的冻土水热力耦合冻胀模型研究

冻胀融沉是多年冻土区的主要病害,其受水分场、温度场、应力场的复杂耦合作用影响。基于水膜理论提出了冻土未冻水膜压力作为冰透镜体生成的判据,并重新对水分迁移驱动作用进行描述,建立了以温度、土体孔隙比为变量的全耦合模型。通过考虑已冻区冰基质的影响,推导了涵盖原位冻胀与冰分凝两部分的冻胀量计算公式。基于Matlab和COMSOL Multiphysics的联立平台,提出了模型冰透镜体实时分布的数值求解方法,实现了冻土温度、水分、应力、冰透镜体分布的全耦合数值求解。通过与室内土柱冻结试验及现有水热力模型（Thermal-Hydraulic-Mechanical,又称THM模型）冻胀量结果进行对比分析,证明了温度、含水率与冻胀计算上的可靠稳定。最后通过探讨温度梯度、上覆压力、渗透系数与压缩模量对土柱冻结的影响发现,温度梯度能显著增加土体冻胀量,上覆压力会导致更多水分向冻结锋面迁移,但对冻胀量起着抑制作用,渗透系数与压缩模量均对冻胀量产生正影响。为冻胀理论研究与数值实现提供了新思路。     

试论冻害敏感性的合理性

冻胀和融沉是影响寒区工程设施安全服役的关键难题,如何合理评价土体的冻害敏感性一直是寒区岩土工程的热点话题.长期以来,以细粒含量为指标的冻胀特性评价体系,较为简单、明确,在指导寒区工程建设中发挥了重要作用.但近年来的研究成果表明:不同国家和地区的冻害敏感性评价体系差别较大,准确性参差不齐;气态水迁移能够引起粗粒土发生冰体...     

考虑颗粒排列的土体几何迂曲度模型

迂曲度反映了流体在土颗粒中的流动路径,是研究土体透水透气性质的重要参数。目前研究通常认为迂曲度仅与孔隙率有关,但不同文献的迂曲度表达式存在一定差异,造成差异的原因可能是存在其他影响迂曲度的因素。建立了流体在层流状态下通过正方形颗粒的物理模型,通过确定颗粒间位置关系和流径的几何关系,提出了迂曲度计算模型。同时,对比结果表明本文模型的计算结果与数值模拟结果、文献中试验结果存在很好的一致性,证明了模型的有效性。最后,分析了颗粒排列分布对迂曲度的影响,确定了迂曲度的取值区域。提出的模型证实：颗粒的迂曲度不是孔隙率的单一函数,排列分布也对迂曲度有影响。     

考虑结构性的软岩热弹塑性本构模型研究

 在核废料贮存、地热和深部采矿等领域中,温度对软岩力学特性的影响不容忽视。基于上负荷面和温度等效应力概念,提出一个考虑结构性的软岩热弹塑性模型。该模型比上负荷面模型仅多一个参量,即线性热膨胀系数。计算分析及其与试验结果对比表明,该模型既能够统一描述软岩热增强和热减弱2种现象。软岩初始结构性愈强,强度愈大,且初始结构性的变化可使软岩在热增强和热减弱之间相互转换。无论热增强或者热减弱,线性热膨胀系数越大或者温度越高,结构性状态变量的消散均会加快;并且,当线性热膨胀系数和温度均较高时,这种加速趋势会更为显著;相较于热减弱和热增强情况下的结构性更容易消散,即消散速率更快。     

考虑风速影响的土表蒸发计算方法

土表蒸发是土体与大气相互作用的主要方式之一。由于土表蒸发与环境因素和土体性质密切相关,目前准确计算土表蒸发量仍存在困难,而其中的难点便是确定蒸发过程转折点的影响因素和表征方法。针对风速对蒸发过程的影响规律,新研发了一套控制气候的非饱和土蒸渗试验装置,可综合控制空气温度、相对湿度和风速等气象参数。蒸发试验选取了3种不同的土样,分别设置12种不同的气候条件进行。试验结果表明风速越大,即空气动力阻滞系数越小,蒸发过程出现转折点时的临界含水率越大。理论推导和试验分析表明单纯用含水率单变量不能准确预测土表蒸发量,还应考虑不同土体性质和风速等额外变量。结合理论推导,提出一种计算土表蒸发量的新方法,它将表层1cm的土体含水率作为变量,同时利用田间持水率和空气动力阻滞系数来表征土性和风速的影响。     

考虑围压依存性的软岩结构性下加载面模型

软岩具有典型的弹塑性变形特点,同时由于其内部的胶结作用具有较强的结构性,因此将软岩视作结构性超固结黏土。软岩残余强度随围压变化是软岩峰后力学特性的一个显著特性,在实际工程中具有显著的意义。通过对孔隙比之差的概念进行扩展,使之能够同时考虑软岩的结构性和超固结性,并且给出合理的发展式。通过引入结构性下加载面的概念,在剑桥模型的基础上建立起软岩的结构性下加载面模型。该模型能够反映围压对软岩结构性破坏速率的影响,最终导致不同围压下软岩达到残余强度变形阶段时所保留的残余结构性存在差异,使得软岩的残余强度随围压变化。将理论计算结果与软岩的三轴压缩排水试验结果进行对比分析,结果表明该模型能够较好的描述软岩的应变硬化和软化特性及体积变形剪胀特性,同时能较好的描述软岩的残余强度随围压变化这一力学特性,并给出合理解释。