Ultrasound wave propagation in glass-bead packing under isotropic compression and uniaxial shear

The axial-stress dependence of sound wave velocity in granular packing is experimentally investigated with tri-axial and uni-axial devices. Preparing samples by repetitive loadings and unloadings in a range of 20 kPa–1000 kPa, we find that the axial-stress dependence of sound wave velocity approaches the Hertz scaling with an exponent of 1/6 for large axial stresses( 400 kPa). Weak deviation from the Hertz scaling is seen at low stresses. Repetitive axial loadings slightly reduce this deviation, and sound velocities increase nonlinearly approaching some saturated values. Velocities for uni-axial case are found slightly to be bigger than those for tri-axial isotropic compression case. These effects are discussed in the frameworks of granular solid hydrodynamics(GSH) and effective medium theory(EMT), which indicate that they cannot be explained with density nor Janssen ratio only. Dissipation occurring during wave propagation may be a non-negligible factor.     

氧负离子解吸附过程HPM大气击穿弛豫时间分析

基于全局模型,引入氧负离子解吸附过程,完善了重复频率高功率微波脉冲弛豫模型,理论研究了重复频率高功率微波脉冲大气击穿弛豫过程,数值模拟了不同附着频率、解吸附频率以及初始电子浓度条件下,弛豫过程电子浓度随时间的变化规律。结果表明:弛豫过程电子浓度变化分为快衰减和慢衰减两个阶段;发现氧负离子的引入明显延缓了弛豫过程后期电子的衰减;解吸附频率与附着频率对弛豫过程有着相反的影响,解吸附频率越高,慢衰减阶段的电子浓度越高,快衰减阶段电子浓度变化不明显;附着频率越高,快衰减阶段电子浓度变化越剧烈,慢衰减阶段的电子浓度越低;初始电子浓度越大,慢衰减阶段电子浓度变化越剧烈。     

基于声发射特征的充填体损伤演化研究

为探究声发射信号与充填体细观破坏之间的关系,研究声发射特征振铃计数、能率和应力随时间的变化规律,进一步揭示充填体损伤演化过程,进行了全尾砂胶结充填体声发射特性力学实验。基于损伤力学理论并引入有效损伤率,得到基于声发射累积事件率的损伤变量,然后构建了充填体损伤本构方程。研究结果表明,声发射振铃计数和能率在不同受力阶段呈现不同变化,与充填体内部孔隙及裂纹损伤演化过程有密切关系。振铃计数在弹性阶段前期达到最大,屈服阶段逐渐降低至最小;有效损伤率值与理论峰值应力呈负相关;与实验峰值应力相比,理论峰值应力出现于应变较大处;充填体为高损伤介质,当有效损伤率取值趋近于1时,理论模型曲线与实验曲线变化趋势相同,可以较好的描述充填体应力应变关系。     

模糊神经元PID在培养箱温控系统中的应用

针对传统PID控制算法难以实现对非线性、慢时变以及大惯性的婴儿培养箱温度控制系统的高精度控制问题, 设计了一种模糊神经元PID控制算法. 采用模糊算法在线调整神经元PID控制算法的比例系数、比例学习效率、积分学习效率和微分学习效率, 并结合机理分析和阶跃响应法构建婴儿培养箱温度控制系统数学模型, 运用MATLAB进行控制仿真. 实验表明, 该控制算法具有控制精度高、稳定性好以及响应速度快的特点.     

形位参数对楔横轧轴件气压压实的影响

鉴于高压气体压实楔横轧轴件内部空洞(浮压法)可以提高楔横轧轴件质量与成品率的特点, 为进一步改善该方法对心部空洞的闭合程度, 运用DEFORM-3D有限元软件, 研究了形位参数对轴件外形尺寸和空洞闭合的影响规律. 研究结果表明: 轴件高径比为2时, 心部空洞最难闭合; 空洞越靠近轴件表面, 其闭合就越快; 空洞数量和形状对其闭合速度的影响较大; 但以上4个因素对轴件外形尺寸几乎没有影响. 研究结果为控制轧件心部缺陷、提高轴件的力学性能奠定了理论基础.     

浮压法压实斜轧钢球内部空洞的条件

钢球斜轧成形工艺中容易出现心部疏松、空洞等质量问题, 为能有效地消除钢球内部空洞, 实现钢球高质量生产, 提出了利用高压气体压实钢球内部空洞的新方法, 简称浮压法. 利用DEFORM-3D有限元软件研究了浮压法压实钢球内部空洞的影响因素以及各因素的影响程度.结果表明: 压实空洞的难度随空洞尺寸的增大而减小随空洞到球面距离的增大而增大随温度的升高而减小随气压增长速度的提高而减小;影响因素的主次顺序为: 钢球温度、空洞尺寸、空洞位置气压增长速度     

溶剂热法合成硫化铜花状微米球超结构及其光催化性能

以氯化铜(CuCl₂•2H₂O)和硫脲(CH₄N₂S, Tu)为原料, 乙二醇(C₂H₆O₂)为溶剂, 用溶剂热法于140 ℃反应90 min成功制备了直径为2.2～4.8 µm由纳米片组成的花状硫化铜(CuS)微米球超结构. 用XRD, SEM, TEM, SAED, HRTEM以及UV-Vis等手段对产品进行了表征|以氙灯和高压汞灯为光源, 亚甲基蓝为目标降解物评价了CuS超结构的光催化活性. 结果表明, 所制备的产品是六角相的CuS, 经计算, 其晶胞参数为a＝0.3813 nm, c＝1.6774 nm|所用溶剂、硫源、铜源及反应温度、反应时间对产品的形貌均有较大影响|UV-Vis分析表明, CuS微米球超结构的带隙能量为2.0 eV|光催化性能测试表明, 所制备的CuS微米球超结构在紫外光区和可见光区均具有较高的光催化活性, 但在可见光区的光催化活性更高, 在35 W氙灯和450 W的高压汞灯下, 光照30 min, 亚甲基蓝的降解率分别达到98.7%和82.9%. 此外, 还讨论了硫化铜微米球超结构可能的形成机理.     

SDS/正戊醇-二甲苯-水(盐水)拟三元体系相图和电导研究及纳米ZnO的制备

实验绘制了十二烷基硫酸钠(SDS)/正戊醇(n-C₅H₁₀OH)-二甲苯[C₆H₄(CH₃)₂]-水[或Zn(NO₃)₂溶液]四组分微乳液体系在不同温度时的拟三元相图. 测定了电导率随水(或盐溶液)含量变化的规律, 电导的规律与相图吻合. 依据电解质理论探讨了微乳液的微观结构, 研究表明, 温度对油包水(W/O)反相微乳液区域影响不大, 电解质的加入对油包水(W/O)反相微乳液区域影响较大. 通过SDS/正戊醇-二甲苯-H₂O及SDS/正戊醇-二甲苯-盐水的拟三元体系的相图观察及实验研究, 选择乳化剂(SDS/正戊醇)与二甲苯质量比为4:6的微乳液作为最佳条件, 制备出了ZnO纳米粒子.     

环空后台阶管道内气固两相流动的数值模拟研究

环空管道后台阶突扩流动是空气正循环钻井过程中十分重要的关键部分,直接决定了钻探岩屑是否能够顺利上返地面.本文采用Euler-Lagrange两相流研究方法,气相湍流采用Realizable k-ε模型,固相采用离散相模型(DPM),固相的湍流耗散采用随机轨道模型,对环空后台阶突扩管道内气固两相流动进行了数值模拟研究.得出了气相场大涡演变规律,在此基础上研究了不同粒径时颗粒在流道中的浓度分布规律、运动轨迹,以及速度场分布规律.这为细观框架下研究气固两相相互作用规律提供了依据.