顶爆和拱腰侧爆同时作用下锚固洞室的动态响应

基于相似模型试验,采用显式非线性动力分析程序LS-DYNA3D研究了地下锚固洞室在拱顶和拱腰侧两处集中装药爆源同时爆炸作用下应力波传播规律、裂纹形成机理以及洞壁围岩位移分布特征。通过对比分析顶爆试验和计算模型的压应力时程曲线,发现模拟与试验结果吻合,且符合应力波的传播规律,表明数值模拟结果可靠。爆源爆炸后,应力波以圆形向周围岩体传播,两应力波相遇处压应力强度明显大于周围岩体;当应力波传到自由面时,会反射形成拉伸波,在地表下方和洞室上方发生“层裂”现象,在拱顶和拱腰侧爆源中间沿洞室径向有裂纹延伸,由于拉伸波的叠加,在爆源下方出现“八”字形的锥形裂纹面。锚杆能够起到加固岩体的作用,锚固洞室比毛洞裂纹分布少,毛洞迎爆侧裂纹主要为横向裂纹,而锚固洞室则为径向劈裂和横向裂纹。两爆源中点洞室径向处的洞壁围岩位移峰值最大,极易产生破坏。     

现场实测岩体声衰减探讨

判断工程岩体,特别是矿山岩体的稳定性一直是为人们所关注的问题之一。声测是判断岩体稳定的一种重要手段。理论和实验表明岩体声衰减对岩体稳定性比声速更加敏感。 实验室测量岩石声衰减比较容易做到,而现场测量则较为困难。笔者利用单板机作为现场测量仪器。在测量中,充分表现出单板机的便携、实用、方便、结果可靠等优点。文中还从理论到实践解决了测试方法和计算方法等问题,并对用声衰减估计岩体稳定性作了初步评价。     

煤岩组合体巴西劈裂动态力学特征数值分析

为探究冲击荷载条件下煤岩组合工程体的动力学响应特征,通过室内试验测得单一煤、岩的基本力学参数,为煤、岩体HJC模型材料参数的选取提供依据。在材料模型有效性验证的基础上,采用LS-DYNA显式动力学软件研究了不同冲击荷载、冲击方向及加载角度条件下煤岩组合体动态劈裂过程中的应力波传播规律、变形破坏过程及破坏特征。结果表明：(1)在不同冲击方向作用下,R-C与C-R组合体的应力波波形基本相同,但应力幅值略有差异,对比发现入射波幅值基本相等,但R-C组合体的反射波幅值偏大,透射波应力幅值偏小,随着冲击荷载的增大,差异性逐渐减小;(2)在不同冲击荷载作用下,煤岩组合体在劈裂过程中以煤体部分破坏为主,且组合体中煤体部分总是在交界面远处先产生宏观裂隙,而岩体部分则多在交界面近处先起裂破坏;(3)当冲击荷载较小时,C-R与R-C组合体的破坏形态基本相同,以拉伸、剪切破坏为主,随着冲击荷载的增大,组合体的破坏程度加剧,破坏形态的差异性也更明显;(4)提出了一种以单元损伤失效数量为评价指标的方法来定量分析组合体的破碎程度,从数据的变化规律发现,组合体在加载角度为45°时破坏最剧烈。     

激光辐照热障涂层中平面应变问题的热弹性变分分析

 针对激光辐照热障涂层材料的平面应变问题，提出热障涂层热弹性分析的基本方程，对定常温度场给出级数形式解析解，并用最小余能原理和变分法分析了结构的热弹性应力场，研究了最大应力和界面应力的分布特征，并就一些物理参数的影响进行了讨论。结果表明，热障涂层的主要破坏因素为表面拉伸应力，界面应力相对较小，但在自由边界有集中现象，剥落应力大于剪切应力，是导致涂层破坏的重要原因。涂层厚度增加会改变厚度方向上的应力分布，界面应力向中心集中。     

贵东岩体X荧光光谱、等离子体质谱分析结果及其对岩体演化的指示意义

粤北贵东岩体是由形成于早侏罗世(燕山一期)的粗粒黑云母花岗岩、晚侏罗世(燕山三期)的中细粒二云母或白云母花岗岩、早白垩世(燕山四期)石英正长岩组成的复式岩体。不同期次花岗岩进行X荧光光谱和等离子体质谱测试结果显示：(1)同期岩体自上而下具有硅碱组分降低,铁镁含量组分和LREE,LREE/HREE及(La/Yb),N值总体升高的变化趋势;(2)复式岩体从早期到晚期,岩体的硅碱组分逐渐升高,而∑REE,LREE/HREE,(La/Yb)_N及δEu值则逐渐降低,稀土配分曲线由右倾型向海鸥型过渡,表明复式岩体的形成是地壳岩石多次原地熔融(重熔)的结果;(3)微量元素组成同样反映复式岩体形成是地壳岩石多次原地熔融(重熔)的结果;多次熔融(重熔)导致晚期岩体U丰度和U/Th比值升高,故该区铀矿床的形成多与燕山晚期的熔融(重熔)事件有关。     

光学玻璃材料破坏测量

报道应用偏振光消光法测量光学玻璃材料在强光作用下激发的内部应力分布情况以及用诺曼斯基偏振光干涉仪对微小破坏点的测量，结果表明诺曼斯基干涉仪能比较好地分析其破坏进程。     

温度及围护通风对独头巷道氡浓度分布的影响

根据计算流体力学以及氡的物理性质,建立具有硐室的独头巷道内氡的三维稳态传输模型,采用Fluent软件求解控制方程,使用UDF实现巷道内壁氡的析出和氡的衰变,得到独头巷道内的风场结构及氡的浓度分布.研究发现:通风量一定时,温度对氡的浓度影响显著,巷道内温度越高,巷道各处氡浓度越高.整个巷道硐室氡浓度最大,相比于修建防氡围...     

岩体声波检测专题讨论会——以及会议提出的“关于工程岩体(岩石)声学参数检测方法及其分级的建议”

中国电子学会应用声学学会检测声学组于1981年11月5日至10日,在四川省峨眉铁道科学研究院西南研究所召开了“岩体声波检测专题讨论会”。 来自全国铁路、水利、电力、冶金、地质、国防、科研、高校、工厂等系统的科技人员共50人参加了会议。会议共收到论文二十篇,声波工程岩体分类9篇;洞室围岩稳定性检测5篇;检测仪器2篇;其它4篇。     

长脉冲激光对组成CCD图像传感器的MOS光敏单元的硬破坏机理研究

以帧转移型面阵CCD图像传感器为例,采用有限元法研究了波长1.06 μm,脉宽ms量级长脉冲Nd:YAG激光与组成CCD传感器的MOS光敏单元的作用过程及硬破坏机理.建立了长脉冲激光辐照MOS光敏单元的热力耦合模型,模拟了MOS光敏单元的温度分布和应力分布.研究结果表明:在长脉冲激光作用下,由于S层表面径向压应力超过其抗压强度引起MOS光敏单元出现了OS层间分裂,进而受径向、环向和轴向压应力的共同作用下,在光敏单元还未熔融时,层间分裂就扩大至光敏单元的整个OS层间.OS层间完全分裂会使光敏单元发生硬破坏,并造成CCD传感器中激光照射区的单个或一列光敏单元的功能完全失效.文章的研究结果可为CCD图像传感器的激光损伤及防护提供必要的理论依据. 关键词： 长脉冲激光 CCD图像传感器 硬破坏机理 层间分裂     

基于代表性体积单元模型的矿石组分界面破碎特征

矿物组分的界面破碎特征一般指黏结界面在外部载荷作用下产生的应力、应变等，其对研究矿物组分解离、提高矿石破碎效率具有重要意义。针对矿石内部组分矿物聚集、有用矿物非均匀分布的特点，开展了岩石内部岩相分析实验和矿物界面原位加载实验，在此基础上，利用非线性、多尺度建模平台DIGIMAT构建符合组分矿物微观结构的代表性体积单元(RVE)模型，并通过DIGIMAT-ABAQUS耦合开展矿石RVE模型原位破碎模拟。结果表明：(1)黑钨矿石中有用矿物以颗粒状分布在矿石内部，主要分布在石英矿物内及其与硅质岩矿物黏结界面处；(2)不同组分黏结界面的力学性质存在差异，且与组成矿物的物理属性、形态特征等相关，石英-硅质岩界面的最小破碎应力(界面发生破坏时的应力)范围为1.178 5～1.482 6 GPa，石英-钨界面的最小破碎应力范围为1.335 5～1.542 0GPa;(3)加载速率为0.010或0.005kN/s时，矿石破碎峰值应力无明显变化，但其对矿石内部形变的影响较大，且加载速率为0.010 kN/s时，强化阶段应力易突然降低并不断波动；(4)原位载荷产生的破坏主要发生在载荷作用区域边界，且两组界...     

预应力对熔石英损伤的影响

采用ANSYS进行形变-应力模拟。对不同应力状态下的熔石英表面进行三倍频激光损伤测试,结果发现,预加压应力为0~50 MPa时损伤阈值有明显提高的趋势,用应力耦合作用对此给出了解释:0~50 MPa的预加压应力可以降低和抵消激光辐照产生的张应力破坏,大于50 MPa预应力的耦合作用会使得该处机械性能下降,另外,损伤增长在预应力存在时更容易发生。因此,0~50 MPa预加压应力时的表面预应力可以提高熔石英的抗激光辐照能力。     

三轴应力下花岗岩加载破坏的能量演化和损伤特征

为揭示不同围压下硬岩在破坏过程中的力学性质和能量演化规律,基于RMT-150B岩石力学试验系统对花岗岩试样进行不同围压条件下常规三轴压缩试验。研究结果表明:岩样的峰值应力和围压具有较强的线性关系,利用Mohr-Coulomb强度准则求出花岗岩的黏聚力为23.548 MPa,内摩擦角为57.629°。围压对花岗岩加载破坏过程中能量演化的影响显著,岩石的峰值能量、弹性应变能以及耗散能都随着围压的增大而增大,且两者呈线性增加关系。根据岩石的线性储能规律,提出了确定岩石应力阈值的方法。围压越大,起裂应力和扩容应力越大,且岩样起裂点处与扩容点处的能量也越大;当围压较低时,岩石破坏前储存的能量较少,破坏时能量释放速率低,岩样表现为典型低劈裂破坏;在高围压情况下,能量快速释放,岩样表现为剪切破坏。基于能量演化规律,提出了岩石损伤演化模型,得到了花岗岩的损伤变量D在不同围压下加载破坏过程中的演化规律。     

残余应力的超声横纵波检测方法

基于声弹性原理,研究板材厚度方向、螺栓轴向方向(以下简称z轴方向)宏观残余应力分布的超声无损检测方法。针对被测构件厚度不均匀对应力检测精度的影响非常大、检测原理繁杂不适合工程应用、拉伸实验中拉伸形变对应力系数测量精度的影响很大等问题,采取超声横波、纵波相结合的方法重新推导检测公式,并提出采用一发一收模式进行拉伸实验,通过对实验数据进行拟合,由公式计算出声弹性系数代替应力系数。然后结合插值、互相关等算法,采用VC++编制z轴方向残余应力超声检测软件并搭建检测系统。分别对性能为A2-70,4.8,8.8,长度依次为135 mm,100 mm,100mm的M20的螺栓进行拉伸实验,比对计算拉伸应力与检测拉伸应力,结果表明,该测量系统的绝对误差限为20 MPa,相对误差小于25%,且应力值较大时,相对误差有所减小,当应力值大于100 MPa时,相对误差小于5%,非常实用。      

外力作用下熊猫型保偏光纤应力双折射分析

根据光弹性理论,列出熊猫型保偏光纤内的应力方程。由于保偏光纤具有轴对称性,故可以在分析过程中略去应力的轴向分量。利用傅里叶级数展开法分析了仅存在固有热应力时熊猫型保偏光纤内的应力分布,并进一步分析了外力作用下熊猫型保偏光纤的应力分布及应力双折射随应力分布所发生的变化。利用MATLAB进行了数值模拟,给出应力双折射量B随外力的变化曲线,并讨论了随应力区参数的增大,双折射量B先减小后增大的性质。     

基于应力发光材料的肢体运动压力可视化测量

应力发光是机械外力作用于应力发光材料时的发光现象.应力发光材料,尤其是弹性应力发光材料在应力可视化传感领域有着重要的应用前景.基于弹性应力发光材料的发光强度与应力大小的线性特征规律,该材料可以用来制成检测应力强度以及位置的应力分布传感器,实现动态应力的非破坏性检测和应力可视化.人体肢体的动态压力分布能反映出肢体的结构、...     

流体直接冷却薄板条介质温度及应力的解析表达

基于对流传热和热传导原理, 建立了流体直接冷却均匀抽运薄板条激光工作介质的热效应分析模型, 采用平面应力近似和最小功原理, 得到了板条工作介质内部温度分布和应力分布的解析表达式. 研究了不同流道厚度时对流热交换系数和冷却液温升与流体流速的关系, 分析了流道厚度对工作介质的温度分布和应力分布的影响规律, 讨论了之字形和直通光路时, 热致波前畸变随产热功率的变化趋势. 结果表明: 层流和湍流时, 较厚的流道可以实现更好的热管理效率; 增益介质中的热分布关于中心平面对称, 纵向最大温升出现在出水口端, 最大应力畸变集中在板条两端及其侧边; 流道厚度较大时, 工作介质更易形成一维的温度梯度, 产生的应力更小; 之字形光路可以明显缓解热光效应导致的波前畸变.     

激光辐照下静止及旋转充压柱壳结构变形的对比分析

 采用3维实体单元模拟激光辐照下静止及旋转充压柱壳的应力和应变分布,分析了柱壳可能发生破坏的位置和条件。通过对计算结果的分析表明,对于激光辐照下静止及旋转充压柱壳,裂纹都有可能在光斑边缘附近产生。但由于在旋转充压柱壳上,在过光斑中心圆周上有高应力带状区域,因此旋转柱壳有可能在这一环带区域也发生破坏。在相同的激光加载条件下,静止充压柱壳更容易在局部区域开始发生破坏。     

空间碎片超高速撞击充气压力容器前壁准静态破坏分析

针对空间碎片超高速撞击充气压力容器前壁发生准静态破坏问题,将其简化为受双向拉应力的圆孔边双裂纹的线弹性断裂问题进行处理;并在数值模拟及理论分析的基础上建立了充气压力容器前壁发生准静态破坏的预报模型,得到了当球形弹丸撞击速度为7.0 km/s时、壁厚为1.0 mm的Al5754圆柱形压力容器前壁发生准静态破坏的临界应力曲...     

指数模型下长圆柱超导体内应力分布(英文)北大核心CSCD

本文研究了长圆柱高温超导体基于指数临界态模型,外部磁场B_a与无量纲参数p对磁通钉扎诱导的应力分布在零场冷却与场冷却的磁化过程中的影响.利用平面应变方法,得出长圆柱超导体在磁化过程中的环向与径向应力分布表达式.结果表明,B_a与p对应力分布的影响是依赖于磁化过程.通过对比指数临界态模型与Kim模型,应力分布是比较相似的,但应力峰值与转变区域是不同的,这说明了在分析实际磁弹问题时,指数模型可能更接近于实际情况.本文基于指数模型分析长圆柱超导体的应力分布对超导体磁弹问题的研究有一定的指导作用.     

偏振相机的透明元件应力测量北大核心CSCD

应力检测对光学元件的制造和使用意义重大。基于应力双折射原理,提出了一种利用偏振相机测量应力分布的方法。根据Stokes矩阵和Mueller矩阵推导出应力值及应力方向计算公式,并对影响系统测量精度的主要误差进行了理论分析。为验证方法的可行性,搭建了一台测量应力分布的装置。使用该装置测量一块633 nm的四分之一波片,测得其误差为0.86 nm。进一步测量,得出一块车灯透镜的全场应力相位延迟量与应力方向图,利用所测相位延迟量计算出透镜中心区域的应力双折射值为9.21 nm/mm、主应力差为2.45 MPa;利用符号规则调整了透镜的应力方向,结果符合应力连续性原则。该方法测量应力分布时无需旋动光学元件,可实现应力延迟量及应力方向的实时测量。