含氢气体环境中管线钢材料氢相容性评价的力学性能关键指标研究

本文在不同分压氢气环境中对材料为X42,X52,X60,X70和X80的管线钢材料进行慢应变速率拉伸、断裂韧性和疲劳裂纹扩展测试，研究了含氢气体对管线钢强度、塑性、断裂韧性和疲劳裂纹扩展速率等性能的影响，讨论了氢分压对管线钢材料氢环境相容性的影响，提出了适于管线钢氢环境相容性量化评价的关键力学性能指标和相应的指标测试方法，以便科学评估管线钢材料对氢环境的适应性。     

基于三级多源信息融合结构的SINS性能测试综合评估算法

针对SINS性能测试存在指标多、不确定性等问题,提出了一种基于三级多源信息融合结构的SINS性能测试综合评估算法。给出了包括精度测试、稳定性测试和可靠性测试等三大性能测试指标和16个性能测试底层子指标构成的SINS性能测试指标体系,并构建SINS测试评估结构框架。利用多个专家对底层性能测试子指标进行评估给出相应性能子指标的模糊评价,并构造基本置信指派组成多个证据;利用基于局部冲突分配的组合规则进行三级证据融合,得到性能测试指标的综合评价结果。仿真实验结果表明:与传统的证据理论融合方法相比,该算法可以较为全面地很好地评估SINS性能,而且结果更为合理。     

大瓣片高强钢球壳板冲压成形应力测试与分析

为对大瓣片高强钢球罐壳板成形过程进行应力测试与分析,在分析壳板成形工艺特点和力学特征的基础上,提出了在板材上附加随动测试架的测试方法,该测试架可随板材运动,实现对传感元件的保护,保证测试信号的输出,同时不干扰壳板的工艺条件,实现了准确测定冲压加工过程中特定状态下板壳内的应力分布及变化规律的目的。测试表明,压力加工过程中,当模具完全冲压到位时,在模具中心区域出现最大拉伸应变,应力值也最大,而卸载后该区反而出现了很小的压应力,这对容器的安全是有利的。因此在压制过程中只要控制冲压变形量,使得中间部位应力值小于材料的强度极限,就可保证板材不发生工艺性破裂,而且成形完成后该区也无不利的力学因素。     

织物表面摩擦特性测试装置及试验研究

为了评价织物表面的摩擦特性,表征织物和皮肤接触过程中摩擦力的动态变化信息,研制了一种能测试织物表面动态摩擦特性的机械测试装置,该装置集成了机械装置、传感器及控制系统,能一次性测试织物的静、动摩擦系数.基于测试过程中采集的原始数据,定义了摩擦功、静摩擦系数及动摩擦系数3个指标来评价织物表面的摩擦特性.试验采用12种典型的织物样本,对织物的表面摩擦特性进行了客观测试及主观评价,并在日本Kawabata KES-FB4系统上进行了对比试验.结果表明:针对12种典型的织物样本,3个评价指标均存在着显著的差异,牛仔布具有最大的静摩擦系数,经编网眼针织布具有最小的静摩擦系数,与常理相符.客观测试得到的动态指标摩擦功和主观评价的结果具有一致性.本测试装置得到的动态摩擦系数和KES-FB4测试得到的平均摩擦系数也具有一致性.该测试装置可以为相关领域的研究提供一种新的测试手段.     

海洋工程地质的回顾与展望

本文通过对海洋工程地质发展的简单回顾阐述了其调查和评价的类别、方法与内容 ,对海底滑坡、砂土液化和原位土工测试等几个问题进行了重点展开 ,并对 2 1世纪的发展作了展望。     

CM－Ⅰ型多功能擦膜摩擦试验机的研制（Ⅰ）─—原理与构成

评价膜－基体系的综合性能的重要指标是其失效的临界载荷。膜－基体系的失效不仅发生在界面，也有可能发生在镀层或底材之中，或许还有可能发生混合失效，因此，在测试膜－基体系失效的临界载荷方面，即使是已经在国内外得到广泛应用的划痕法也有其弱点，为了使膜－基体系的失效临界载荷的测试尽可能地接近于实际使用工况，更能切近实际地反映膜－基体系的综合承载能力，提出了一种擦膜试验法，并且研制了ＣＭ－Ⅰ型多功能擦膜摩擦试验机，同时还着重就这种试验机的测试原理、构成和标定作了阐述，并对试验机的主要技术参数及其功能与特点作了介绍，为评价和研究膜－基体系的摩擦学特性、失效及综合承载能力提供了一种新手段。     

基于CMDLAC指标和遗传算法的结构损伤定位研究

提出了基于综合多损伤定位保证准则(CMDLAC)指标和遗传算法(GA)的结构损伤定位方法。基于结构损伤标量模型,结合灵敏度分析提出了基于频率和振型变化的CMDLAC指标,将损伤识别问题转化为约束优化问题,最后以CMDLAC指标为优化目标函数应用遗传算法求解实现了结构的损伤定位。在考虑测试自由度不完备和测量噪声等因素影响的情况下,对桁架结构损伤的数值模拟分析表明了方法的有效性,验证了CMDLAC指标定位损伤和抵抗噪声的能力,同时指出其具有较强的实际可操作性。     

流化催化剂磨损机制的研究进展

介绍了近年来流化催化剂的磨损机制及其耐磨性检测技术方面的研究进展,结合纳米压痕和颗粒粒度分布测试等技术分析了流化催化剂的体断裂和剥层机制,介绍了评价催化剂耐磨性的各种磨损试验方法及其磨损模型,其中流化磨损试验可直观有效地反映流化催化剂的耐磨性.指出今后需在流化模型、计算模拟和细观力学性能测试等方面进行深入研究,以满足探索催化剂磨损机理和改善其磨损测试适用性的需求.     

公路隧道围岩地质条件评价方法及其富溪隧道应用研究

为了达到快速、准确、可靠的围岩分类,有效指导隧道施工,在充分研究和吸取国内外有关围岩分类的经验和成果基础上,针对隧道施工期间的围岩类别鉴定方法,提出了一种可用于隧道施工期间围岩类别鉴定的快速分类方法,该方法以定量与定性相结合、多专家评分的方式在开挖掌子面现场进行观察、量测及评价,无需复杂试验或测量以及繁杂计算,可迅速得出评价结果。为了更加全面地反映隧道围岩情况,准确评价围岩工程性质,结合目前国际上流行的Q分类系统,在富溪隧道第一手实测资料的基础上,根据快速分类结果和Q指标分类结果对富溪隧道围岩条件进行综合评价,为其隧道施工提供了合理的支护参数。     

混凝土应力损伤评价指标的敏感性分析

测试了不同预损伤程度下混凝土的立方体抗压强度、劈拉强度、弹性模量、超声波速、吸水率,对比了各评价指标的敏感性,优选出实际工程应用方便、物理力学概念清楚、可敏感反映整个损伤阈值的混凝土应力损伤评价指标。研究结果表明:应优先选择弹性模量作为混凝土应力损伤的评价指标;当试验条件和试验时间允许时,可选择吸水率作为混凝土应力损伤的评价指标,但应适当增加吸水时间的测点,以提高测试数据的可靠性;当受工程现场或试验条件限制,只能采用无损检测时,可将超声波速作为应力损伤评价指标,但需结合弹性模量或吸水率使用,不宜单独用于混凝土应力损伤的评定。     

冲击速度和轴向静载对红砂岩破碎及能耗的影响

地下岩体工程爆破开挖中，距爆源不同距离处岩体承受的地应力和动载荷大小不同，从动载荷的角度表征岩石动态破坏结果与工程实际更吻合。为研究动载荷和地应力大小对岩体破碎和能量耗散特性的影响，利用动静组合加载试验装置，分别设置7个冲击速度和轴向静应力等级，对红砂岩试件进行冲击试验。根据试件的破碎状况，分析不同静应力工况下冲击速度对岩石破坏模式和机理的影响。计算不同工况下的应力波能量值，研究冲击速度和轴向静应力对岩石能耗特性的影响。对破坏试件进行筛分试验，研究岩石破碎分形维数随冲击速度和轴向静应力的变化关系。结果表明，随着冲击速度的增大，试件的破坏程度逐渐加大。无轴压时岩石试件破坏后整体仍是一个圆柱体，属于张拉破坏；有轴压时岩石试件宏观破坏后呈沙漏状，属于拉剪破坏。岩石耗散能随冲击速度的升高呈二次函数关系递增；轴向静应力越高，递增幅度越小。随着冲击速度的升高，岩石分形维数由零逐渐增加；随着轴向静应力的升高，分形维数由零转为大于零的临界冲击速度先升高后降低。     

Experiments on turbulent natural convection in an enclosed tall cavity

Experiments have been undertaken to investigate the natural convection of air in a tall differentially heated rectangular cavity (2.18 m high by 0.076 m wide by 0.52 m in depth). They were performed with temperature differentials between the vertical plates of 19.6°C and 39.9°C, giving Rayleigh numbers based on the width of 0.86×10⁶ and 1.43×10⁶. Under these conditions the flow in the core of the cavity is fully turbulent and property variations with temperature are comparatively small. A previously used experimental rig has been modified, by fitting partially conducting top and bottom walls and outer guard channels, to provide boundary conditions which avoid the inadequately defined sharp changes in temperature gradient and other problems associated with insufficient insulation on nominally adiabatic walls. Mean and turbulent temperature and velocity variations within the cavity have been measured, together with heat fluxes and turbulent shear stresses. The temperature and flow fields were found to be closely two-dimensional, except close to the front and back walls, and anti-symmetric across the diagonal of the cavity. The partially conducting roof and floor provide locally unstable thermal stratification in the wall jet flows there, which enhances the turbulence as the flow moves towards the temperature controlled plates. The results provide a greatly improved benchmark for the testing of turbulence models in this low turbulence Reynolds number flow.     

The cracking behavior of brick walls with steel-stud backup

The results of an experimental and analytical program designed to evaluate the performance of brick veneer walls with metal-stud backups are reported. Particular reference is made to the performance of the walls after a crack develops in the brick veneer. The project included testing of wall ties, flexural testing of full-scale wall systems, and water-permeance testing. Six full-scale walls were tested. three with positive pressure and three with negative pressure. The walls were tested to load levels up to three times the load recommended by the metal-stud manufacturers. The lateralload test results are reported in the form of deflection profiles at various load levels. Test results show that a large proportion of the lateral load is transferred to the metal-stud backup after a crack develops in the brick veneer.     

Effect of multiperforated plates on the acoustic modes in combustors

The analytical model derived by Howe assessing the acoustic effect of perforated plates has been implemented in a 3D Helmholtz solver. This solver allows one to compute the acoustic modes of industrial chambers taking into account the multiperforated plates present for the cooling of the walls. An academic test case consisting of two coaxial cylinders, with the inner one being perforated is used to validate the implementation in the general purpose AVSP code. This case is also used to show the effects of the presence of the plates. In particular, the sensitivity of the acoustic damping to the bias flow speed will be studied. A maximum absorption speed is shown, and the behaviour towards an infinite speed will be illustrated by the academic case. Computations are also conducted in the case of an industrial helicopter chamber. The value of the maximum absorption speed is discussed to explain why the modes are in fact not much absorbed by the perforated plates, and that the frequencies are the same as for walls. To cite this article: E. Gullaud et al., C. R. Mecanique 337 (2009).     

带水墙靶板对高速破片侵彻能力影响规律

针对大当量成型弹药破片毁伤威力试验风险系数大、试验效能低的问题，提出采用带水墙靶板的方式对破片毁伤参数进行测定的新方法。应用动力学模拟软件AUTODYN，对破片侵彻带水墙靶板及无水墙靶板的过程进行了有限元数值模拟，分析了水墙厚度和破片入射角度对破片侵彻能力的影响规律，通过实弹试验的方式对带水墙靶板的实用效果进行了验证。计算结果表明，带水墙靶板相比无水墙靶板，能够大大降低破片的侵彻能力，同时与实弹试验效果也能较好吻合，说明在实际试验中使用带水墙靶板收集破片毁伤参数的方法是可行的。     

改进的节理岩体变形模量经验确定方法及其工程应用

在节理岩体工程的数值计算及稳定性评价中,变形特征参数的选择至关重要。在原位试验受到各种条件无法进行时,经验确定方法不失为一种好的选择。本文在大量收集目前国内外节理岩体变形模量经验确定方法的基础之上,提出了改进的节理岩体变形模量经验确定方法,即“尺寸效应折减”与“节理特征折减”的二次折减法,并应用3个坝址与水电站的节理岩体工程实例进行分析验证,得出了一些有益的结论。     

高温对砂岩宏细观损伤及BP神经网络单轴强度预测研究

为了研究高温后砂岩的力学特性和宏细观损伤变化,对高温作用后的砂岩进行单轴压缩试验、声波损伤检测、X射线衍射试验、扫描电镜试验,分析应力-应变曲线、峰值应力、峰值应变、弹性模量、质量损失率、X射线衍射成像和电镜扫描图像,得到砂岩的细观损伤变化对其单轴抗压强度的影响。利用BP神经网络模型对不同物理量进行训练,预测不同高温作用后砂岩单轴抗压强度。研究结果表明:随着温度升高,砂岩峰值应力和弹性模量均降低,峰值应变、质量损失率和体积均增大,砂岩的外观颜色由黄色过渡到棕红色直至呈土灰色;微缺陷(微裂隙和孔洞)的发育明显,晶体结构破坏加剧,内部生成CaO和CO₂,孔隙率、热损伤程度增大,声速减小,强度降低。建立BP神经网络模型,利用文献数据验证模型可行性,模型预测值与试验值最大误差8.25%,可靠度较高。     

水分及冻融循环对红砂岩物理力学特性的影响

将干燥红砂岩进行饱水及开放系统下的冻融循环实验,并对干燥、饱水及经历一定冻融次数后的试样进行单轴压缩实验,系统地研究了红砂岩的遇水软化性及冻融损伤劣化特性,分析了岩石的弹性模量、强度、应力-应变关系的变化规律。结果表明：在水分的作用下,红砂岩的弹性模量及强度显著降低,且强度受水分影响引起的损伤较弹性模量大;水分及软弱结构面的存在促进了岩石的冻融损伤劣化,并伴随着岩石延脆性性质的改变,最终在冻融循环的作用下完全崩解;在寒区岩体工程设计和施工过程中,必须考虑水分和温度对工程稳定性的影响,采取加强防排水及隔热保温技术等综合防治措施减少冻融灾害。