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2000℃高温高承载的Ta-W难熔合金

金属学报 2022年第10期58卷 1253-1260页

作者：张旭田谨薛敏涛江峰李苏植张博召丁俊李小平马恩丁向东孙军西安交通大学金属材料强度国家重点实验室西安710049

如何在保持高温优异力学性能的同时,还能兼顾优异的室温塑性和加工成型能力,一直是超高温难熔合金设计的难点。本工作设计并利用真空电弧熔炼制备了W含量(原子分数)分别为10%、20%、30%、40%和50%的Ta-W合金。这些合金形成了Ta和W均匀... 详细信息

如何在保持高温优异力学性能的同时,还能兼顾优异的室温塑性和加工成型能力,一直是超高温难熔合金设计的难点。本工作设计并利用真空电弧熔炼制备了W含量(原子分数)分别为10%、20%、30%、40%和50%的Ta-W合金。这些合金形成了Ta和W均匀互溶的具有bcc结构的单相固溶体,其晶粒尺寸随着W含量的增加而减小。测试了Ta-W合金在室温(25℃)和高温(2000℃)下的压缩应力-应变曲线,结果表明,室温和高温下Ta-W合金的压缩强度均随着W含量的增加而提高,提高的幅度在W含量超过20%后趋于平缓。值得注意的是,Ta-W合金在2000℃下具有优异的高温强度,例如,Ta-20%W合金的屈服强度可达236 MPa,并同时具有超过40%的室温压缩应变和较好的(机)加工成型能力。现有理论模型较好地预测了合金室温和高温的压缩强度,其主要强化机制均为固溶强化。该合金体系有望作为新型超高温材料应用于航空航天的关键承载结构部件。

关键词： Ta-W合金压缩力学性能高温强度

水力耦合作用下玄武岩启裂机制与临界水压研究

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岩土力学 2023年第S01期44卷 83-90页

作者：朱泽奇田铠玮徐启钟崔岚盛谦中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 水下隧道技术国家地方联合工程研究中心湖北武汉430071 沈阳工业大学建筑与土木工程学院辽宁沈阳110870

为了研究岩石在水力耦合作用下的启裂机制,针对溪洛渡玄武岩开展了水力耦合三轴试验与声发射测试。试验结果表明:玄武岩峰值强度随着围压的增大而增大,表现出典型的硬脆性行为;当围压保持不变时,其峰值强度随初始水压增大而逐渐降低,同... 详细信息

为了研究岩石在水力耦合作用下的启裂机制,针对溪洛渡玄武岩开展了水力耦合三轴试验与声发射测试。试验结果表明:玄武岩峰值强度随着围压的增大而增大,表现出典型的硬脆性行为;当围压保持不变时,其峰值强度随初始水压增大而逐渐降低,同时硬脆性减弱。声发射测试结果表明:玄武岩在水力耦合作用下的裂纹启裂为张拉破坏,在裂纹稳定扩展阶段以张拉破坏为主,以剪切破坏为辅,且这些破坏均主要发生在岩石中部;在裂纹非稳定扩展的峰后阶段,岩石破裂以剪切破坏为主。在玄武岩启裂机制认识的基础上,基于单一圆孔理论推导得到水力耦合条件下岩石裂纹启裂的临界水压破坏准则,并将其引入玄武岩水力耦合三轴试验数值仿真,分析了玄武岩水力耦合破坏过程与水压分布规律,验证了临界水压破坏准则的合理性,对于水力耦合作用下岩石破坏过程研究具有较好的参考价值。

关键词：水力耦合玄武岩声发射临界水压破坏准则

基于多路径Radon变换的地震数据噪声压制和波型分离方法研究

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地球物理学报 2022年第1期65卷 333-348页

作者：唐欢欢毛伟建中国科学院精密测量科学与技术创新研究院计算与勘探地球物理研究中心武汉430077 大地测量与地球动力学国家重点实验室武汉430077

Radon变换是一种稀疏变换,被广泛应用于地震数据处理,其中线性Radon和抛物Radon最为常用.在实际地震数据中,直达波和面波的同相轴形态为线性,反射波为双曲型,单独使用线性Radon或抛物Radon变换时,不能确保所有同相轴在变换域的系数都是... 详细信息

Radon变换是一种稀疏变换,被广泛应用于地震数据处理,其中线性Radon和抛物Radon最为常用.在实际地震数据中,直达波和面波的同相轴形态为线性,反射波为双曲型,单独使用线性Radon或抛物Radon变换时,不能确保所有同相轴在变换域的系数都是稀疏的,影响地震数据处理效果.本文提出的多路径Radon变换联合了线性Radon变换和抛物Radon变换,每个同相轴都有两种不同的变换参数来与积分路径相适应,能够兼顾不同形态的同相轴;然后利用最小二乘稀疏反演方法对不同形态同相轴匹配最佳积分路径,使其自动分离到两个不同的Radon域剖面且保持系数同时稀疏.从多路径Radon域剖面上,能够很容易地识别不同系数所对应的同相轴形态、时间截距以及速度,这些特征有利于提高利用Radon变换方法进行随机噪声压制、面波压制以及波型分离等技术的处理效果,该变换在模型数据和实际数据中的应用结果证明了本文方法有效性.

关键词：多路径Radon变换稀疏反演噪声压制波型分离

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HRB400E抗震钢筋拉压循环本构关系

振动与冲击 2023年第19期42卷 79-88页

作者：赵卫平常昊坛郑宏利杨虹郭飞纪强溪中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 中铁十六局集团路桥工程有限公司北京101500 北京市政建设集团有限责任公司北京100048

对新型抗震钢筋HRB400E进行单调拉伸及循环加载试验,研究其单调性能、滞回性能、延性特征等,为对比抗震钢筋与普通钢材力学性能的区别,同时进行Q355B钢材的单调拉伸及循环加载试验,并基于能量耗散系数评价不同钢材的耗能能力。采用Rambe... 详细信息

对新型抗震钢筋HRB400E进行单调拉伸及循环加载试验,研究其单调性能、滞回性能、延性特征等,为对比抗震钢筋与普通钢材力学性能的区别,同时进行Q355B钢材的单调拉伸及循环加载试验,并基于能量耗散系数评价不同钢材的耗能能力。采用Ramberg-Osgood模型拟合得到两类钢材的循环骨架曲线,进一步探究随动强化参数对数对滞回曲线模拟效果的影响,并根据循环加载试验结果标定得到Voce-Chaboche模型的混合强化参数,利用ANSYS有限元软件对不同加载制度下的滞回曲线进行模拟。结果表明:HRB400E抗震钢筋的能量耗散系数大于普通钢材Q355B,小于高强钢Q460D以及低屈服钢LYP100、LY100、LY160、LY225;循环荷载作用下,抗震钢筋和普通钢材的材料强度均有明显提升;取4对随动强化参数时,模拟曲线与试验曲线的吻合度最高;采用标定得到的混合强化参数可准确模拟两种钢材在不同循环加载制度下的滞回性能,为今后准确模拟HRB400E钢材在地震作用下的抗震性能提供了参考。

关键词： HRB400E钢筋抗震性能滞回性能循环本构关系有限元分析

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城市环境电磁态势计算中的并行UTD方法

西安电子科技大学学报 2023年第3期50卷 171-181页

作者：王楠陈贵齐赵延安张玉西安电子科技大学电子工程学院陕西西安710071 国家无线电检测中心陕西监测站陕西西安710200

复杂城市环境中的电磁态势预测是无线通信频谱利用、城市系统工程规划以及电磁兼容设计的基本问题,既有工程实用性价值,又具有理论探索价值。计算电磁学中的一致性几何绕射理论方法是分析电大环境电磁问题的有效方法,建立并行策略之后... 详细信息

复杂城市环境中的电磁态势预测是无线通信频谱利用、城市系统工程规划以及电磁兼容设计的基本问题,既有工程实用性价值,又具有理论探索价值。计算电磁学中的一致性几何绕射理论方法是分析电大环境电磁问题的有效方法,建立并行策略之后可有效地对城市环境中的电磁态势进行仿真计算和分析。引入了解析六面体模型,使用平面反射、边缘绕射以及与边缘绕射有关的二次绕射、反射-绕射等射线模型来描述电磁波在不可见区域中的传播情况,给出了二次边缘绕射的解析射线寻迹方法。给出计算实例,分别与矩量法计算结果和实际测量结果进行了对比,验证了所述方法的准确性和有效性。为缩短射线寻迹模块的计算时间,提升计算效率并进一步扩展可应用的工程问题计算规模,设计了一种可扩展性较好的并行计算策略,根据射线类型相似性分配计算任务以保证较好的并行计算量均衡。对并行效率和并行加速比进行了讨论,说明了此并行策略的扩展性;与实测结果的对比说明了并行一致性几何绕射理论方法的工程实用性。

关键词：一致性几何绕射理论并行计算边缘绕射二次绕射城市环境电磁态势

卸荷蠕变条件下软硬相接岩层非协调变形规律研究

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岩土力学 2023年第1期44卷 303-316页

作者：陈星李建林邓华锋党莉刘奇王兴霞王伟三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室湖北宜昌443002 中国长江三峡集团有限公司流域枢纽运行管理中心湖北宜昌443133 中国长江电力股份有限公司葛洲坝电厂湖北宜昌443002

软硬相接岩层在长时间跨度内的蠕变变形可能极为不协调,这对开挖工程安全稳定造成严重威胁。对某水电站引水隧洞同一开挖断面内砂质泥岩和泥质砂岩两种软硬相差较大的岩石进行卸荷条件下的蠕变试验和数值模拟,结果表明:在卸围压条件下,... 详细信息

软硬相接岩层在长时间跨度内的蠕变变形可能极为不协调,这对开挖工程安全稳定造成严重威胁。对某水电站引水隧洞同一开挖断面内砂质泥岩和泥质砂岩两种软硬相差较大的岩石进行卸荷条件下的蠕变试验和数值模拟,结果表明:在卸围压条件下,试样侧向蠕变变形较轴向发展更为迅速,呈现出显著的侧向扩容;初始围压水平较高时,试样卸荷蠕变破坏的侧向扩容效应更加显著;泥质砂岩在稳态蠕变阶段变形速率比砂质泥岩更慢,蠕变破坏时的应变值均比砂质泥岩蠕变破坏时的应变值要小,征兆性更弱。基于Burgers模型,引入损伤变量,建立带损伤的蠕变本构模型,模型曲线较好地描述了岩石破坏偏应力水平之前的线性蠕变特征和破坏偏应力水平下的非线性加速蠕变特征;软硬相接岩层蠕变数值模拟表明,蠕变变形初期,软硬相接点变形差别幅度不大,随着时间增长,在交接面处发生层间错动,对围岩整体稳定十分不利,工程实践中应予以足够关注。

关键词：泥质砂岩砂质泥岩卸荷蠕变力学特性本构模型数值模拟

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基于压电效应的果实采收超声切割机理分析

农业机械学报 2023年第S02期54卷 91-100页

作者：辛迪党柯华邓家锋闫云才牛子杰西北农林科技大学机械与电子工程学院陕西杨凌712100

主流果蔬采收末端执行器根据采收的果蔬品种和果梗木制纤维材质的不同,结构差异较大,均存在占据空间大、结构笨重、易碰撞果实和易造成损伤等问题,不利于果梗切割,因此研究一种结构灵活、占据空间小、切割省力的适用于不同果梗木制纤维... 详细信息

主流果蔬采收末端执行器根据采收的果蔬品种和果梗木制纤维材质的不同,结构差异较大,均存在占据空间大、结构笨重、易碰撞果实和易造成损伤等问题,不利于果梗切割,因此研究一种结构灵活、占据空间小、切割省力的适用于不同果梗木制纤维的超声切割刀应用于果蔬采收末端执行器非常重要。本研究采用理论-有限元-试验相结合的方式对超声切割刀切割果梗的机理进行分析。首先建立了超声刀具切割果梗的物理场模型,通过对切割过程进行时空分析,建立了其位移、速度、加速度等数学模型,分析了切割过程的时空不连续性,基于断裂力学对果梗切割机理进行研究并绘制Matlab响应面图,可以发现超声切割所需要的力小于常规切割。利用有限元分析软件,对超声刀具进行了模态分析和谐响应分析,得到了刀具在不同频率下的振动模态和利于切割的最佳频率。最后,利用自制试验台采用不同切割速度分别对不同直径的橘子和橙子果梗进行了超声切割试验。试验结果表明:切割速度和激振频率与采收切断力有关,在高频和低频振动下,随着果梗直径增加,切割时间变化在0.4 s内,切割效率稳定;试验中超声切割的最大切断力远小于常规切割,且小于1 N,超声切割可以很有效地降低切断力,减小切割时的冲击作用,相对于常规切割切断能力更强,适合将其应用到采收末端执行器,从而获得更高的采收效率。

关键词：超声切割果蔬采收有限元断裂力学机理分析

考虑地表-土壤-作物水分联合亏缺的综合旱情指数研究

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水资源保护 2023年第3期39卷 55-64页

作者：吴志勇张静杰程丹丹范思琦何海李源河海大学水文水资源学院江苏南京210098 长江保护与绿色发展研究院江苏南京210098

区域干旱发生发展受地表水、土壤水、作物水等多种缺水过程的共同影响,以往基于单一缺水过程构建的干旱指数难以反映实际旱情,综合考虑多种缺水过程构建综合旱情指数,对有效开展区域旱情监测具有重要的意义。基于水文作物耦合模型(VIC-E... 详细信息

区域干旱发生发展受地表水、土壤水、作物水等多种缺水过程的共同影响,以往基于单一缺水过程构建的干旱指数难以反映实际旱情,综合考虑多种缺水过程构建综合旱情指数,对有效开展区域旱情监测具有重要的意义。基于水文作物耦合模型(VIC-EPIC)模拟数据,通过线性加权集成标准化径流指数(SRI)、土壤含水量距平指数(SMAPI)和作物缺水指数(CWDI),构建了反映地表土壤作物水分联合亏缺的综合旱情指数(CDSI),并采用1981—2020年数据在湘江流域开展了应用研究。结果表明,基于CDSI提取的旱情特征序列与流域内35个县1990—2007年受旱率相关性在0.4~0.8之间,82.9%通过5%显著性水平检验,与反映单一水分亏缺的SRI、SMAPI和CWDI相比,相关性整体上有较大提升。CDSI能够较好地反映区域实际旱情发生发展,可为大范围旱情准确识别和评估提供有效支撑。

关键词：综合旱情指数地表水土壤水作物水 VIC-EPIC模型湘江流域

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污泥粉燃烧的成灰行为及颗粒物生成特性

中国电机工程学报 2023年第10期43卷 3865-3874页

作者：戚振贤孙权盛昌栋东南大学能源与环境学院江苏省南京市210096

污泥灰分含量高,燃烧过程中易造成锅炉的积灰结渣及颗粒物排放超标,为使污泥更好的燃烧并实现能源化利用,该文开展A、B两种污泥在沉降炉中900~1300℃的燃烧及热解实验,研究污泥粉燃烧的成灰行为、颗粒物生成特性和温度对两者的影响。结... 详细信息

污泥灰分含量高,燃烧过程中易造成锅炉的积灰结渣及颗粒物排放超标,为使污泥更好的燃烧并实现能源化利用,该文开展A、B两种污泥在沉降炉中900~1300℃的燃烧及热解实验,研究污泥粉燃烧的成灰行为、颗粒物生成特性和温度对两者的影响。结果表明,污泥粉燃烧生成灰颗粒和焦颗粒的尺寸向50~200μm内集中程度增大;1100℃以上时生成大量、熔融的焦和灰颗粒。燃烧时,石英、磷铝矿及铝硅酸盐的转化和产物间的反应生成Fe-Al-Si-P-Ca等物质和铝硅酸盐,在较高温度下更易形成熔融颗粒。污泥粉燃烧生成的PM_(10)(空气动力学直径<10μm颗粒物)呈三模态分布。温度升高,PM_(10)生成增加,PM1则显著增加。相同温度下,B污泥(简称BSS)的PM1生成量比A污泥(简称ASS)低得多,PM_(10)产量也低,前者主要因为其灰量多、Si O2含量高对碱金属捕集作用强;后者则是其成灰时高温熔聚作用强而破碎弱导致超微米颗粒生成少。因此,污泥在1100℃以上燃烧时,锅炉更易结渣;同时污泥种类影响颗粒物生成特性。

关键词：污泥粉燃烧热解成灰颗粒物