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季节冻土区高压输电杆塔斜面基础研究

季节冻土区高压输电杆塔斜面基础研究

作者：李孝臣哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

作者在借鉴前人研究成果的基础上,借助ABAQUS有限元软件,以±500kV呼伦贝尔～辽宁直流输电线路工程为工程背景,对季节冻土区高压输电杆塔基础的稳定性进行了研究。目前我国尚未系统地开展新的基础型式的试验和分析研究,杆塔基础已成为... 详细信息

作者在借鉴前人研究成果的基础上,借助ABAQUS有限元软件,以±500kV呼伦贝尔～辽宁直流输电线路工程为工程背景,对季节冻土区高压输电杆塔基础的稳定性进行了研究。目前我国尚未系统地开展新的基础型式的试验和分析研究,杆塔基础已成为输电线路建设中十分薄弱的环节,基础型式的选择与设计优化是当前输电线路工程迫切需要解决的重大课题。本工程采用斜面基础。论文结合季节性冻土的特点,综合考虑了大气温度和热传导综合作用下的塔基温度场分布情况,对塔基温度场进行了计算分析,并且通过将温度模型中的温度值作为初始条件加到结构模型中进行计算,实现了温度场与应力场的耦合。本文首先对未冻土区塔基的稳定性进行分析,计算得到在拉压交变荷载作用下斜面基础保持稳定的最优倾角为9.5。随后对季节冻土区塔基的温度场进行分析,得到温度场沿深度分布图,根据冻土的冻结温度和融化温度值确定土体的冻结深度和融化深度,并分别计算冻结和融化状态下基础的位移分布,得到基础位移随倾角变化的规律。分析结果表明,当斜面基础倾角大于9.5时,基础位移为零,并对土体冻胀时倾角为9.5的斜面基础进行应力分析,当切向冻胀力与冻结强度和由冻胀压应力产生的摩擦应力达到平衡时,基础没有被拔起,位移为零。论文最后对在拉压交变荷载作用下,土体冻胀和融沉时斜面基础的稳定性进行分析,土体冻胀时,基础在下压荷载作用下产生的位移要小于上拔荷载作用下产生的位移,当倾角为9.5时,基础位移为零;土体融沉时,基础在上拔荷载作用下产生的位移大于下压荷载作用下产生的位移,当倾角为9.5时,基础位移很小,上拔荷载作用下位移为0.55cm,下压荷载作用下为0.47cm。最终认为,当斜面倾角大于9.5时,基础稳定。由于9.5在实际工程中不易掌握,故可取为10。本文的研究成果将为季节冻土区斜面基础的设计提供参考。

关键词：季节冻土斜面基础倾角有限元分析位移

负压条件下T2/Q235爆炸焊接界面特征及力学性能研究

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负压条件下T2/Q235爆炸焊接界面特征及力学性能研究

作者：李孝臣安徽理工大学

学位级别：硕士

爆炸焊接是一项可以使异种金属复合的高效焊接方式,其制品广泛应用于航天、航海、化工等领域。铜/钢复合板在工程上被广泛应用,铜/钢复合板不仅可以节约铜的使用量,同时还可以结合两种金属的优点。但是目前的爆炸焊接往往在偏远的山区进... 详细信息

爆炸焊接是一项可以使异种金属复合的高效焊接方式,其制品广泛应用于航天、航海、化工等领域。铜/钢复合板在工程上被广泛应用,铜/钢复合板不仅可以节约铜的使用量,同时还可以结合两种金属的优点。但是目前的爆炸焊接往往在偏远的山区进行,这不仅增加了材料的运输成本,而且爆炸焊接作业时会对周围的环境造成不可逆的危害;同时常压爆炸焊接结合面氧化物的存在是复合板产生微观缺陷的主要原因。而建造真空爆炸焊接工房不仅可以降低运输成本和爆炸产生的振动、噪声,还可以通过降低结合面氧化物的含量来改善复合板微观缺陷。本文针对T2铜/Q235钢进行负压爆炸焊接研究,通过对其界面微观观测、力学性能检测以及数值模拟验证的方式,为真空爆炸焊接工程应用提供理论指导,以期实现爆炸焊接的工厂化和城市化。文章主要结论如下:(1)制作了一种爆炸焊接专用粉状乳化炸药并对其在不同负压条件下的爆炸性能探究。在传统工艺基础上利用硅藻土对乳化基质进行物理敏化,通过冷却、过筛制作一种爆炸焊接专用粉状乳化炸药,该炸药颗粒大小为60目,从宏观上看这种炸药颗粒均匀、流散性好、不粘结。该炸药在负压条件下炸药的密度会变大。爆炸性能测试结果表明:负压条件下该种爆炸焊接专用炸药的爆速和猛度较常压条件下均提高,且在不同条件下炸药的爆速、猛度适中,可以用作爆炸焊接用药。(2)在不同负压条件下对T2/Q235进行爆炸焊接实验,并对其界面进行显微观测和氧元素分析。爆炸焊接实验探伤结果表明T2/Q235均完全复合;金相界面显示:负压环境下爆炸焊接界面波比常压条件下更大;能谱元素结果表明:负压条件下有利于降低结合面的氧元素;在0.2atm条件下对不同板间距进行爆炸焊接实验。结果表明:不同板间距同一板间距条件下,随着环境压力的降低,T2/Q235结合面波高和波长均增大。在板间距为3mm常压条件下,T2/Q235爆炸复合板结合面未出现稳定的周期波形,说明此板间距条件下,覆板的碰撞速度不够进而导致T2/Q235复合质量不佳。在板间距为9mm的条件下,虽然出现了良好的波形,但是三种板间距条件下下的波大小比较接近,在真空条件下爆炸焊接并没有体现出其优势。在爆炸焊接窗口的上限,负压条件对爆炸焊接影响不大;在爆炸焊接窗口下限时,负压条件下可以明显提升爆炸焊接的能量利用率。(3)对不同压力环境条件下得到的T2/Q235复合板进行力学性能测试。结果表明:随着环境压力的降低,爆炸焊接的T2/Q235复合板平均厚度逐渐降低,证明复合板在负压条件下被压缩的更明显。负压条件下的T2/Q235爆炸复合板,抗拉强度、粘接强度、截切强度都要优于常压,但是负压条件下材料的塑性会变差;通过对结合面的波长进行弧微分,得到结合面曲线的长度,从理论上解释了负压条件下材料粘接高于常压的原因;0.2atm条件下,T2/Q235爆炸焊接最佳板间距在6mm附近。(4)从理论和数值模拟分析了爆炸焊接中覆板的飞行速度与环境压力的关系:真空度的改变并不会影响爆炸焊接覆板的运动状态,三种压力条件下爆炸焊接的碰撞速度、碰撞压力并没有明显区别;不同密度的乳化炸药对爆炸焊接进行模拟后结果表明:随着炸药密度的增大,爆炸焊接中覆板的碰撞速度和碰撞压力随之增加,模拟出的波形与实验趋势相吻合,说明负压条件下炸药是通过密度的增加来改变爆炸焊接的过程。负压条件下爆炸焊接可以提高粉状乳化炸药的能量利用率;对负压条件下的不同板间距进行模拟,结果表明:随着板间距的增加,覆板的运动速度逐渐增加,更大的碰撞速度会产生更大的波形,与实验值相吻合,在板间距为4mm后碰撞速度增加逐渐缓慢。图[67]表[16]

关键词：爆炸焊接负压条件乳化炸药力学性能数值模拟

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低温和低压环境下炸药爆炸冲击波的传播特性

爆炸与冲击 2023年第2期43卷 16-26页

作者：李瑞李孝臣汪泉袁玉红洪晓文黄寅生安徽理工大学煤炭安全精准开采国家地方联合工程研究中心安徽淮南232001 安徽理工大学化学工程学院安徽淮南232001 南京理工大学化学与化工学院江苏南京210094 内蒙金属材料研究所山东烟台264003

针对高海拔或高空的低温、低压环境对炸药爆炸冲击波传播的影响,利用量纲分析理论和AUTODYN有限元软件,研究了低温、低压及海拔高度对炸药爆炸冲击波参量(峰值超压、比冲量和波阵面运动轨迹)的影响规律,建立了相应的计算公式,并通过数... 详细信息

针对高海拔或高空的低温、低压环境对炸药爆炸冲击波传播的影响,利用量纲分析理论和AUTODYN有限元软件,研究了低温、低压及海拔高度对炸药爆炸冲击波参量(峰值超压、比冲量和波阵面运动轨迹)的影响规律,建立了相应的计算公式,并通过数值模拟和实验数据进行了对比验证。结果表明,该计算公式可以有效预测低温和低压环境下炸药爆炸冲击波参量。环境压力降低,爆炸冲击波峰值超压和爆炸远场(比例距离Z>0.2 m/kg^(1/3))比冲量减小,冲击波传播速度增大。环境温度降低,冲击波比冲量增大,传播速度降低,峰值超压影响不大。海拔高度在0~9000 m范围内,每升高1000 m冲击波峰值超压和爆炸远场比冲量分别平均降低约3.9%和3.2%。海拔升高,爆炸近场冲击波传播速度升高,爆炸远场冲击波传播速度则降低。高海拔环境下低压对冲击波峰值超压和比冲量的影响大于低温,爆炸近场冲击波传播速度取决于低压的影响,爆炸远场冲击波传播速度取决于低温的影响。

关键词：爆炸冲击波高海拔低温环境低压环境传播特性

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巧用无意注意,提高课堂效率

巧用无意注意,提高课堂效率

第三届世纪之星创新教育论坛

作者：李孝臣山东省新泰市汶城中学

注意分为有意注意和无意注意。无意注意是一种事先无预定的目的,也不需要意志努力的注意。在许多情况下,人们无目的地被事物吸引住了,心理活动不知不觉地指向和集中在某一事物上,而同时撇开其他的事物。这种无意注意有利于人们正确地认... 详细信息

注意分为有意注意和无意注意。无意注意是一种事先无预定的目的,也不需要意志努力的注意。在许多情况下,人们无目的地被事物吸引住了,心理活动不知不觉地指向和集中在某一事物上,而同时撇开其他的事物。这种无意注意有利于人们正确地认识事物,提高学生的听课效率。

关键词：无意注意效率

来源： cnki会议评论

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政治课教学中的穿插艺术

政治课教学中的穿插艺术

第三届世纪之星创新教育论坛

作者：李孝臣山东省新泰市汶城中学

在政治课教学中,围绕教材中心内容,适当拓宽知识,开阔视野,进行穿插教学,会收到良好的教学效果。既能使课堂中充满生气,激发学生的学习兴趣,又能加深学生的对内容的理解,培养学生观察分析问题的能力。穿插教学是否搞得巧妙灵活,便是教... 详细信息

在政治课教学中,围绕教材中心内容,适当拓宽知识,开阔视野,进行穿插教学,会收到良好的教学效果。既能使课堂中充满生气,激发学生的学习兴趣,又能加深学生的对内容的理解,培养学生观察分析问题的能力。穿插教学是否搞得巧妙灵活,便是教学艺术的展现。

关键词：政治教学穿插艺术

来源： cnki会议评论

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混凝土中多点聚集爆炸效应起爆参数优化设计

爆炸与冲击 2024年

作者：时本军李杰徐小辉徐天涵郭纬李孝臣李超李干陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室

混凝土介质中多点同时或彼此微差爆炸可产生复杂的地冲击波叠加聚集效应，从而使特定作用区域内的地冲击波压力显著增强，大大提升爆炸的毁伤威力。为获取多点爆源不同排布方式下爆炸聚集效应及地冲击传播衰减规律，进行了混凝土中单点和七点聚集爆炸的现场和数值模拟试验，基于正交设计方法和灰色系统理论对多点起爆参数进行了优化设计，建立了比例装药间距、比例有源装药高度、比例起爆微差等因素与不同爆心距下峰值压力间的灰色关联度系数及灰色关联度，确定了起爆参数的优选组合，并开展了数值模拟试验检验。分析结果表明：影响地冲击聚集效应的影响因素主次为：比例装药间距、比例起爆微差和比例有源装药高度。在本模拟试验情况下，采用优化的起爆参数时，即在比例装药间距0.549 m/kg1/3、比例起爆微差0.239 m/kg1/3和比例有源装药高度为0 m/kg1/3时，地冲击波聚集效应达到最佳，最大可达单点同等装药量产生的地冲击压力的4.7倍。

关键词：灰色理论聚集爆炸混凝土关联度优化设计

花岗岩的动态力学性能、本构模型与状态方程研究

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力学与实践 2023年第5期45卷 952-959页

作者：李干李杰宋春明李孝臣王明洋陆军工程大学国防工程学院爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室南京210007 南京理工大学机械工程学院南京210094

为研究强动载荷条件下花岗岩的动态力学性能、本构模型与状态方程,分别采用分离式霍普金森压杆和轻气炮系统进行了压杆试验和飞片撞击试验,以获得不同条件下花岗岩的动态力学参数。压杆试验结果表明,花岗岩在应变率为80~320 s-1范围内... 详细信息

为研究强动载荷条件下花岗岩的动态力学性能、本构模型与状态方程,分别采用分离式霍普金森压杆和轻气炮系统进行了压杆试验和飞片撞击试验,以获得不同条件下花岗岩的动态力学参数。压杆试验结果表明,花岗岩在应变率为80~320 s-1范围内呈现明显的应变率效应,其强度和应变率近似呈指数关系。飞片撞击试验表明,随着飞片速度的增大,冲击波传播速度呈现明显的三折线变化趋势,而试样的可压缩性则随着加载速度的提高先逐渐增强然后再次降低。最后,根据试验数据,给出了强动载荷条件下花岗岩的HJC(Holmquist-Johnson-Cook)本构模型、Gruneisen状态方程以及动态屈服强度参数。

关键词：强动载荷花岗岩动态力学性能本构模型状态方程

负压条件对T2/Q235爆炸焊接复合板界面的影响

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火炸药学报 2024年第1期47卷 64-71页

作者：汪泉胡程谢守冬李孝臣李志敏涂唱畅朱群龙杨锐安徽理工大学化工与爆破学院安徽淮南232001 安徽理工大学安全科学与工程学院安徽淮南232001 安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 宏大爆破工程集团有限责任公司广东广州510000

为了探究负压条件对T2/Q235爆炸焊接复合板界面的影响,选用硅藻土敏化的低爆速粉状乳化炸药作为焊接专用药,T2为覆板,Q235为基板分别在100、60、20kPa环境压力下进行爆炸焊接试验;采用金相分析等方法研究了复合界面的形貌特征和元素组分... 详细信息

为了探究负压条件对T2/Q235爆炸焊接复合板界面的影响,选用硅藻土敏化的低爆速粉状乳化炸药作为焊接专用药,T2为覆板,Q235为基板分别在100、60、20kPa环境压力下进行爆炸焊接试验;采用金相分析等方法研究了复合界面的形貌特征和元素组分,采用数值模拟进一步揭示了负压爆炸焊接机理。结果表明,负压条件会增大粉状乳化炸药的装药密度,但爆速变化不大,20kPa条件下猛度比常压条件下提高8.4%;随着环境压力的降低,复合板界面波高和波长逐渐增大,20kPa条件下波高比常压下增加了49%,波长增加了23%;负压条件下T2/Q235结合面氧元素含量低于常压环境;数值模拟结果表明,T2/Q235界面波随着炸药的装药密度变大而增大,与实验结果一致。在爆炸焊接时密度为0.8g/cm^(3)(20kPa)比0.711g/cm^(3)(常压)炸药碰撞速度提高了16.3%,碰撞压力提高了66.3%。研究表明,负压相比于常压条件提高了爆炸焊接的炸药能量利用率。

关键词：爆炸力学爆炸焊接微观界面粉状乳化炸药数值模拟

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负压爆炸载荷作用下固支钢板变形研究

高压物理学报 2023年第5期37卷 80-88页

作者：杨锐汪泉谢守冬李瑞涂唱畅徐小猛李孝臣安徽理工大学化学工程学院安徽淮南232001 安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 宏大爆破工程集团有限责任公司广东广州510000 安徽理工大学煤炭安全精准开采国家地方联合工程研究中心安徽淮南232001

为研究负压爆炸载荷作用下结构的动态响应,以固支钢板为防护工程的简化单元,开展了负压爆炸实验,探究固支钢板在负压爆炸载荷作用下的变形规律,分析不同负压环境下固支钢板的极限应变和失效条件。采用AUTODYN对负压爆炸载荷作用下固支... 详细信息

为研究负压爆炸载荷作用下结构的动态响应,以固支钢板为防护工程的简化单元,开展了负压爆炸实验,探究固支钢板在负压爆炸载荷作用下的变形规律,分析不同负压环境下固支钢板的极限应变和失效条件。采用AUTODYN对负压爆炸载荷作用下固支钢板的动态响应进行数值模拟,通过对比实验结果,验证了数值模拟结果的准确性。结果表明:随着初始环境压力的下降,相同爆距下钢板中心点的最大挠度和最大速度减小;负压爆炸载荷作用下,钢板整体出现塑性大变形,迎爆面形成凹坑,钢板四周在垂直于固支边界指向钢板中心的方向上出现明显的拉伸变形,钢板边缘区的挠度变化基本相同,中心点的最大挠度随着环境压力的下降而减小。通过双向应变假设,确定了钢板的动态极限应变为0.269。建立了负压环境下炸药爆炸冲击波的反射比冲量公式,并对基于刚塑性假设和能量准则提出的失效判据进行检验。研究结果可为负压环境下爆炸空气冲击波威力等效评估、高原环境下目标毁伤评估提供参考。

关键词：负压固支方板爆炸载荷乳化炸药拉伸断裂

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