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微波照射下花岗岩损伤演化规律及PDC齿破岩机理研究

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微波照射下花岗岩损伤演化规律及PDC齿破岩机理研究

作者：叶一亨西南石油大学

学位级别：硕士

在目前在石油天然气钻井工程中,约80%的钻井费用是花费在仅占总进尺20%的难钻地层中。非常规油气资源开发通常会遇到页岩、花岗岩或变质岩,相比于常规油气储层典型的沉积砂岩,其硬度更大、研磨性更强、可钻性更差。因此,提高难钻地层钻... 详细信息

在目前在石油天然气钻井工程中,约80%的钻井费用是花费在仅占总进尺20%的难钻地层中。非常规油气资源开发通常会遇到页岩、花岗岩或变质岩,相比于常规油气储层典型的沉积砂岩,其硬度更大、研磨性更强、可钻性更差。因此,提高难钻地层钻井速度、降低钻井成本是实现深部复杂油气资源和非常规油气资源商业化开采的关键。微波辅助机械破岩是一种新型破岩技术,通过微波对岩石进行快速加热,促使其内部微裂缝萌生并扩展,显著降低岩石强度,然后再用机械刀具对岩石进行破碎,从而提高破岩效率,同时减缓切削元件的磨损速率。本文针对该新型破岩技术,以数值模拟的方式分析了微波照射下花岗岩的损伤演化规律,并探究了不同微波照射条件和切削条件对PDC齿切削破岩的影响。具体研究内容及成果如下:(1)基于颗粒流离散元程序PFC2D中的平行黏结接触模型(PBM),构建了一种能良好反映真实花岗岩矿物颗粒分布的聚类团簇花岗岩模型。(2)对该聚类团簇花岗岩模型进行了细观接触参数标定,分析了平行黏结相关参数对花岗岩宏观弹性模量、泊松比和拉压强度的影响,最终标定获得一组符合花岗岩宏观力学响应的细观参数。(3)分别对花岗岩模型进行高频和低频微波照射,得出以下结论:微波频率越高,微波在花岗岩中的穿透深度越小;花岗岩的温度和热裂纹数量随着其损耗功率及照射时间的增大而增大,在相同照射条件下,经高频微波照射的花岗岩的最高温度和热裂纹数量远大于低频照射;微波诱导的热裂纹最先出现在黑云母颗粒和其他矿物颗粒的交界处,微波损耗功率越大、微波频率越高,热裂纹产生所需的照射时间阈值越小。(4)对微波照射后的花岗岩模型进行单轴压缩模拟,得出以下结论:花岗岩的单轴破坏模式随着微波损耗功率和照射时间增大逐渐由剪切破坏向劈裂破坏转化,抗压强度逐渐减小;高频率、大功率和短时间的微波照射可在相同能量条件下更大程度地降低花岗岩强度。(5)建立了微波照射下PDC齿与花岗岩的互作用模型,对140GHz微波照射后的花岗岩模型进行切削模拟,得出以下结论:在相同微波照射时间下,较低损耗功率时,切削破岩模式以PDC齿的挤压刮切作用为主,随着损耗功率的提升,岩石内部热裂纹逐渐增多,微波对岩石的损伤作用主导了切削过程中岩石的破坏模式;微波照射可以在一定程度上降低平均切削力和破岩比功,并减小切削力的波动幅度,有助于提高PDC齿的工作寿命;微波损耗功率越大,照射时间越长,破岩效率越高;切削速度和切削深度越大,切削力和破岩比功越大,PDC齿破岩效率越低;PDC齿后倾角的增长对平均切削力和破岩比功的影响规律均为先减小后增大,最佳后倾角范围为10°～20°。

关键词：微波辅助破岩 PFC2D 花岗岩聚类团簇模型 PDC齿切削破岩

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先进机械制造技术的发展现状及发展趋势

中外企业家 2018年第3期 106-107页

作者：李大法周炜叶一亨西南石油大学机电工程学院

近年来我国制造业发展迅速,目前我国已成为世界制造大国,但与工业发达国家仍有较大差距,在先进机械制造技术领域仍存在较大的挑战。文章从先进制造技术的发展背景及特点展开阐述,分析了目前国内外先进制造技术的发展现状与发展趋势,并... 详细信息

近年来我国制造业发展迅速,目前我国已成为世界制造大国,但与工业发达国家仍有较大差距,在先进机械制造技术领域仍存在较大的挑战。文章从先进制造技术的发展背景及特点展开阐述,分析了目前国内外先进制造技术的发展现状与发展趋势,并对其在我国未来的发展做出总结及展望。

关键词：先进机械制造技术制造业发展现状发展趋势

超声纳米晶表面改性对选区激光熔化316L不锈钢微观结构和力学性能的影响

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表面技术 2024年第5期53卷 137-148页

作者：彭兰张宇高乐叶一璇叶畅华中科技大学武汉430074

目的改善选区激光熔化(Selective laser melting,SLM)316L不锈钢的表面完整性和力学性能。方法采用超声纳米晶表面改性(Ultrasonic Nanocrystal Surface Modification,UNSM)这一新兴表面塑性变形方法对SLM 316L不锈钢进行超声冲击强化,... 详细信息

目的改善选区激光熔化(Selective laser melting,SLM)316L不锈钢的表面完整性和力学性能。方法采用超声纳米晶表面改性(Ultrasonic Nanocrystal Surface Modification,UNSM)这一新兴表面塑性变形方法对SLM 316L不锈钢进行超声冲击强化,利用维氏硬度计、扫描电镜、白光干涉仪、EBSD、XRD等对处理前后材料的表面完整性、微观组织演变和塑性变形行为进行表征和分析。结果经过UNSM处理后,SLM 316L不锈钢的微观缺陷明显减少,初始未熔合孔隙发生闭合,表面粗糙度Ra由5.374μm降至0.510μm,表面硬度从230HV增至461.16HV;同时,材料表层发生了剧烈的塑性变形,形变诱导材料微观组织从γ相向α相转变,微观结构由初始不规则柱状粗晶转变为等轴状细晶。从EBSD表征结果可知,在材料表面形成了深度约为20μm的梯度纳米晶,材料内部存在明显的不均匀变形;与初始SLM试样相比,通过UNSM处理在材料表面引入了最大为932 MPa的残余压应力。结论超声纳米晶表面改性能够显著改善SLM 316L不锈钢的表面完整性,形成较深的晶粒细化层和残余应力硬化层,从而有效提高其耐腐蚀性和疲劳抗性,是一项有前景的SLM后处理技术。

关键词：超声纳米晶表面改性 SLM 316L不锈钢微观结构残余应力塑性变形机理

超声纳米晶体表面改性对304不锈钢显微组织和性能的影响

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材料工程 2024年第8期52卷 142-149页

作者：高乐张宇叶一璇彭兰叶畅华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074

采用超声纳米晶体表面改性(ultrasonic nanocrystal surface modification, UNSM)技术对304不锈钢进行表面强化处理,研究UNSM对不锈钢微观组织和力学性能的影响。通过透射电子显微镜(TEM),电子背散射衍射(EBSD)等表征方法,分析处理前后... 详细信息

采用超声纳米晶体表面改性(ultrasonic nanocrystal surface modification, UNSM)技术对304不锈钢进行表面强化处理,研究UNSM对不锈钢微观组织和力学性能的影响。通过透射电子显微镜(TEM),电子背散射衍射(EBSD)等表征方法,分析处理前后304不锈钢的微观组织演变和塑性变形机制。利用白光干涉仪和显微硬度仪等手段,研究UNSM对材料表面粗糙度、显微硬度及残余应力的影响。结果表明:经UNSM处理后,304不锈钢表面发生严重塑性变形,导致位错密度增加,晶粒明显细化,并在近表面产生纳米细晶,形成约300μm深的硬化层。形变诱导奥氏体向马氏体转变,在表面引入约900 MPa的残余压应力,材料显微硬度从基材的238HV提高至511HV,表面完整性得到显著改善。

关键词： 304不锈钢超声纳米晶体表面改性(UNSM) 马氏体相变残余压应力

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完善党的自我革命制度规范体系:话语生成、结构要件及优化理路

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江海学刊 2024年第3期 152-162页

作者：叶一鸣王世谊江苏省习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心扬州大学基地扬州大学扬州大学中共党史党建研究院中共江苏省委党校(江苏行政学院)

自我革命制度规范体系作为自我革命原创性话语下形成的概念范畴,其话语生成与党的自我革命话语演进历程相伴相随、同向同行。在习近平总书记关于党的自我革命的重要思想指导下,自我革命制度规范体系形成了以党的全面领导制度体系、党内... 详细信息

自我革命制度规范体系作为自我革命原创性话语下形成的概念范畴,其话语生成与党的自我革命话语演进历程相伴相随、同向同行。在习近平总书记关于党的自我革命的重要思想指导下,自我革命制度规范体系形成了以党的全面领导制度体系、党内法规制度体系、权力监督体系为中枢动力体系,容错纠错机制、政治巡视机制、全面从严治党责任机制为职能运行机制,干部队伍建设机制、“三不腐”拒腐防变机制为效能保障机制的整体建构。新征程完善党的自我革命制度规范体系,必须锚定自我革命重大实践要求,挖掘自我革命和社会革命的联动关系,聚焦权力监督和选人用人正确导向,强化制度治党、依规治党的法治实践。

关键词：中国共产党自我革命制度规范体系全面从严治党

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大学生体重污名与孤独感和自尊的关系

中国心理卫生杂志 2024年第7期38卷 631-635页

作者：陈浩叶一舵福建江夏学院公共事务学院福州350108 福建师范大学心理学院福州350107

目的:探讨大学生体重内隐污名、体重外显污名、孤独感、自尊之间的关系。方法:选取福建某2所高校大学生185名,采用大学生体重污名量表(C-WSS)、孤独感量表修订版(Revised UCLA Loneliness Scale,UCLA-R)、自尊量表(SES)评估体重外显污... 详细信息

目的:探讨大学生体重内隐污名、体重外显污名、孤独感、自尊之间的关系。方法:选取福建某2所高校大学生185名,采用大学生体重污名量表(C-WSS)、孤独感量表修订版(Revised UCLA Loneliness Scale,UCLA-R)、自尊量表(SES)评估体重外显污名、孤独感、自尊水平,采用单类内隐关联测验程序(SC-IAT)评估体重内隐污名总的内隐效应值(D值)。结果:总的D值、UCLA-R得分均与C-WSS得分正关联(β=0.16、0.20),SES得分与C-WSS得分负关联(β=-0.22);UCLA-R得分与SES得分负关联(β=-0.54)。结论:大学生体重外显污名水平与体重内隐污名、孤独感、自尊有关。

关键词：体重内隐污名体重外显污名孤独感自尊大学生

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基于圆锥镜组的空心光束整形器

光学学报 2024年第4期44卷 283-292页

作者：赵媛媛叶一东杨钧兰王锋中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900

采用一对圆锥镜作为整形器来产生准直平行的空心光束,并根据能量守恒定律得到了整形后空心光束的光强表达式,然后基于菲涅耳衍射积分公式仿真了该空心光束在自由空间不同传播距离处的衍射光斑及截面光强分布图,并计算得到了光束质量因... 详细信息

采用一对圆锥镜作为整形器来产生准直平行的空心光束,并根据能量守恒定律得到了整形后空心光束的光强表达式,然后基于菲涅耳衍射积分公式仿真了该空心光束在自由空间不同传播距离处的衍射光斑及截面光强分布图,并计算得到了光束质量因子随截断直径与高斯光束半径的比值和遮拦比变化的关系曲线,为实际获得良好光束质量和整形器的设计提供依据。其次,对该系统进行了锥顶角一致性、偏心及倾斜误差对波面误差的影响分析,结果表明,对于同样大小的误差,设计锥顶角较大时得到的整形光束的波面误差较小,有利于增加加工和装调的容差范围,且装调中的偏心误差和倾斜误差具有一定的等效性,通过调整装调过程中的偏心方向和大小,可以在一定程度上抵消倾斜误差的影响,实现综合误差的互相抵消,为实际应用中的圆锥镜组整形器加工和装调提供有益参考。最后,对整形出的空心光束进行近、远场测量,结果表明实际所得到的光束质量因子符合理论计算结果。

关键词：光学设计高斯光束空心光束圆锥镜光束整形衍射传输误差分析

网络使用非适应性认知对大学生抑郁的影响:网络风险行为和网络受欺负的链式中介作用

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中国临床心理学杂志 2024年第4期32卷 831-836页

作者：丘文福叶一舵福建师范大学心理学院福州350117 福建师范大学心理健康指导中心福州350117

目的:探究网络使用非适应性认知对大学生抑郁的影响,以及网络风险行为和网络受欺负在二者之间的中介作用。方法:采用网络使用非适应性认知问卷、网络风险行为量表、网络受欺负问卷和抑郁量表对1076名大学生进行调查。结果:(1)网络使用... 详细信息

目的:探究网络使用非适应性认知对大学生抑郁的影响,以及网络风险行为和网络受欺负在二者之间的中介作用。方法:采用网络使用非适应性认知问卷、网络风险行为量表、网络受欺负问卷和抑郁量表对1076名大学生进行调查。结果:(1)网络使用非适应性认知显著正向预测大学生的抑郁;(2)网络风险行为和网络受欺负在大学生的网络使用非适应性认知与抑郁之间均起部分中介作用;(3)网络风险行为和网络受欺负在大学生的网络使用非适应性认知与抑郁之间起链式中介作用。结论:网络使用非适应性认知可通过网络风险行为和网络受欺负显著正向预测大学生的抑郁。

关键词：网络使用非适应性认知网络风险行为网络受欺负抑郁

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在线性客体化经历与女大学生身体羞耻感:一个有调节的中介模型

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心理科学 2024年第5期47卷 1145-1152页

作者：郎敏叶子青叶一舵成都师范学院教育与心理学院成都6111130 福建师范大学海外教育学院福州350117 福建师范大学心理学院福州350117

基于客体化理论,探讨在线性客体化经历与女大学生身体羞耻感的关系及作用机制,采用在线性客体化经历、理想美内化、自我客体化、身体羞耻感、自我同情等量表对350名女大学生进行调查。结果显示:(1)在线性客体化经历与女大学生的身体羞... 详细信息

基于客体化理论,探讨在线性客体化经历与女大学生身体羞耻感的关系及作用机制,采用在线性客体化经历、理想美内化、自我客体化、身体羞耻感、自我同情等量表对350名女大学生进行调查。结果显示:(1)在线性客体化经历与女大学生的身体羞耻感水平显著正相关;(2)理想美内化和自我客体化在在线性客体化经历与身体羞耻感间起序列中介作用;(3)自我同情在在线性客体化经历→自我客体化→身体羞耻感这条路径的前半段调节作用显著。

关键词：在线性客体化经历理想美内化自我客体化自我同情身体羞耻感女大学生