水力压裂水平缝支撑剂层稳定性分析模型研究

基于射孔完井水平裂缝中支撑剂均匀充填,考虑充填层强度、油层和流体物性以及裂缝的渗流条件,研究了地应力及渗流引起的附加应力联合作用的支撑剂充填层渗流模型和力学模型,并进行现场应用. 研究表明,所建立的模型对压裂油井支撑剂回采出砂状况分析具有较高的符合率,油井总体符合率、不出砂井符合率和出砂井符合率分别为84.66%, 84.18%和88.10%, 为大庆油田压裂油井防砂措施实施方案制定提供了决策支持,有利于提高措施有效率.     

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为研究轻钢增层结构的动力特性,本文详细介绍了以有机玻璃为模型材料轻钢增层结构采用共振法试验的方法．将共振法测试到的模型动力特性,与理论计算作了对比,二者具有较好的一致性,并对试验结果进行了理论与计算分析．     

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本文对界面力学若干问题的部分实验成果作一综述,主要集中于以下４个问题;（１）界面层的变形与界面力学模型;（２）异质材料界面端部的应力集中与应力奇异性;（３）界面应力缓释与功能梯度材料;（４）沿界面与垂直界面裂纹的断裂力学问题．并对今后界面力学实验研究的发展前景进行了讨论．     

单裂缝中携砂液流动规律研究

裂缝中携砂液流动是一种固液两相流,携砂液的运移与支撑剂的铺置是水力压裂裂缝保持导流能力的关键. 本文基于FLUENT 流体计算软件,采用双流体模型,将颗粒看作拟流体,携砂液按照牛顿流体处理,分析了支撑剂体积分数αs、阿基米德数Ar、颗粒雷诺数Re以及裂缝入口边界对流动规律的影响. 研究结果表明：携砂液在裂缝中的流动过程中,发展成为支撑剂体积分数不同的四个区域,包括砂堤区、颗粒悬浮区、颗粒滚流区和无砂区;支撑剂的沉降程度随着支撑剂体积分数和阿基米德数的增加而增加,而随着雷诺数增加而降低;入口为网眼型时,进入裂缝后过流面积的增加导致流速突降,使得支撑剂更容易在入口处产生堆积,在同一入口流速下,较均匀入口的工况铺砂高度大.     

页岩气储层压裂数值模拟技术研究进展

页岩气储层水力压裂数值模拟既要考虑页岩储层岩石的特性,又要兼顾水平井分段压裂施工工艺,是一个非常棘手的力学难题.本文简述了页岩气储层岩石具有的地质力学特征和页岩气储层开发常用的水平井分段压裂技术;详述了扩展有限元、边界元、离散元在水力压裂裂缝模拟上的应用现状,指出了它们在处理裂缝问题的局限性和优越性,总结出边界元三维位移不连续法是模拟多裂缝扩展的有效方法.     

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从静力平衡条件出发,研究撑杆跳高过程中撑杆的截面尺寸变化对应变能的影响, 给出了撑杆壁厚沿长度方向的变化规律. 利用有限单元法计算了极限变形状态下撑杆的变形 曲线,验证了极限状态变形曲线为圆弧的假定. 根据能量守恒,引入肌肉收缩做功对跳高高 度的贡献,修正了技能指标,得到了考虑运动员体重、身高及握杆高度等影响因素的跳高高 度计算公式.     

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本文建立了二自由度1/4车体液压悬架的数学模型，介绍了利用模糊控制工具箱设计汽车液压半主动悬架模糊控制器的方法，通过应用MATLAB/Simulink对比仿真，得出了具有模糊控制器的液压半主动悬架的控制效果明显优于被动悬架，为半主动悬架在车辆上的应用提供了成功的范例。     

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利用模拟装置实现了卡瓦与套管在地面上的实验，使用电测的方法测量胀卡时套管外表面的应变．由实验数据获得计算网格节点处的应变，同时利用单位咬合力作用套管的有限元结果进行数值法计算，获得卡瓦各咬合齿对套管咬合力的分布，为卡瓦的优化设计提供了可靠数据．     

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通过筒仓卸料试验的现象分析，导出最不利情况下的仓壁侧压力计算公式，可供筒仓设计参考．     

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介绍了燃气作动筒气动模拟加载装置设计思路和原理,并阐述了利用斜面上升法进行模拟加载装置设计的计算方法. 实践应用表明气动模拟加载装置方案基本能够真实、等效的模拟弹翼气动载荷,利用该装置大大地缩短研制周期、节省研制经费,可以进行推广应用.     

大理岩非分叉断裂的随机分形模型

本文建立了大理岩沿晶、穿晶及沿晶穿晶偶合断裂的随机分形模型，该模型能与大理岩的整体晶态结构自洽，且模型的分维值与测量值有很好的吻合。     

粗糙平面上陀螺的稳定性

本文用摄动法讨论微粗糙平面上轴对称陀螺绕直立的极轴或赤道轴永久转动的稳定性。作为摄动因素的摩擦力是滑动速度的任意非线性函数。导出的解析形式稳定性判据与Contensou-Magnus线性理论一致,但摒弃了线性摩擦假定,指出刚体在接触点处滑动速度的方向是影响陀螺旋转稳定性的主要因素,并给出明确的物理解释。     

基于椭球面断裂模型的高强钢刻痕杆低温断裂分析

对20个高强钢刻痕杆进行了低温(-45℃～-40℃)断裂试验,考察了高应力三维度下的高强钢低温断裂模式.试验显示:刻痕杆宏观断裂于刻痕根部,为解理断裂;刻弧半径r较小和刻弧较深(d/D较小)的试件,断裂延性较差,但断裂强度略高.基于椭球面屈服模型的数值模拟应力场显示,裂纹起裂于应力三维度较高的刻痕心部,当刻痕根部应力场达到建议的椭球面断裂模型临界值时,刻痕杆断裂.     

斜坡稳定性两级模糊综合评判

根据对古交市炉峪口煤矿斜坡的工程地质调查研究 ,确定了影响该斜坡稳定性的四类 2 0项主要影响因素 ,并应用两级模糊综合评判的方法对炉峪口煤矿斜坡稳定性进行了综合评价 ,其结果较好地反映了该斜坡的实际稳定程度.     

STOCHASTIC ELASTO-PLASTIC FRACTURE ANALYSIS OF ALUMINUM FOAMS

Model I quasi-static nonlinear fracture of aluminum foams is analyzed by considering the effect of microscopic heterogeneity. Firstly, a continuum constitutive model is adopted to account for the plastic compressibility of the metallic foams. The yield strain modeled by a two- parameter Weibull-type function is adopted in the constitutive model. Then, a modified cohesive zone model is established to characterize the fracture behavior of aluminum foams with a cohesive zone ahead of the initial crack. The tensile traction versus local crack opening displacement relation is employed to describe the softening characteristics of the material. And a Weibull statistical model for peak bridging stress within the fracture process zone is used for considering microscopic heterogeneity of aluminum foams. Lastly, the influence of stochastic parameters on the curve of stress-strain is given. Numerical examples are given to illustrate the numerical model presented in this paper and the effects of Weibull parameters and material properties on J-integral are discussed.     

双足机器人动态步行稳定的判据

本文以七刚体十二自由度双足步行机器人为模型,推导了动态步行稳定的判别条件.这一判别条件可用于校核双足步行机器人运动规划的可行性,也对调整修正运动规划有指导作用.     

用非定常系统模型分析弹丸的动态稳定性

本文采用与实际比较相符的非定常非线性系统模型,应用定理和状态转移矩阵范数的估值以及矩阵测度公式,分析弹丸的动态稳定性。该文提出了外弹道学中研究动态稳定性问题的一种新理论和新方法。     

DYNAMIC FRACTURE ANALYSIS OF AGED GLASSY POLYCARBONATE BY THE METHOD OF CAUSTICS

The purpose of this work is to investigate the dynamic fracture properties of glassy polycarbonate （PC） with different aging times. The optical method of caustics is adopted in which the shadow spot patterns are recorded by a high speed camera during the dynamic fracture process. Then, the dynamic crack propagation, the stress intensity factor （SIF） and the dynamic fracture toughness of aged PC are obtained through an analysis of the characteristic size of caustic pattern. Moreover, by combining with the investigation of the fracture surface and the energy release rate analysis, the influence of aging time on the dynamic fracture behavior is discussed. Results show that the dynamic fracture toughness and critical energy release rate of PC decreases with aging time for short aging times, whereas they have little change or even increase for longer aging times. Therefore, aging modifies the mechanical properties especially the dynamic fracture properties of PC nonlinearly, not linearly as generally thought of.     

粘弹性板的非线性动力稳定特性分析

采用Boltzman积分型本构关系,分析了线粘弹性薄板在考虑几何线性与非线性时的长期动力稳定特性.设材料为标准线性固体,将系统的微分-积分型控制方程转化成微分型控制方程,由增量谐波平衡法确定主要动力不稳定区域的边界,发现粘弹性结构具有与一般阻尼系统不同的动力稳定特性,由于材料的粘性阻尼与松弛效应的综合影响,动力不稳定区域有不同程度的缩小与偏移,且在考虑几何线性与非线性情形下,其影响程度又不一样.     

CONSTRUCTION OF WAVELET-BASED ELEMENTS FOR STATIC AND STABILITY ANALYSIS OF ELASTIC PROBLEMS

Two kinds of wavelet-based elements have been constructed to analyze the stability of plates and shells and the static displacement of 3D elastic problems.The scaling functions of B-spline wavelet on the interval(BSWI) are employed as interpolating functions to construct plate and shell elements for stability analysis and 3D elastic elements for static mechanics analysis.The main advantages of BSWI scaling functions are the accuracy of B-spline functions approximation and various wavelet-based elements for ...