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泥石流防治措施与冲击力研究进展

地球科学 2022年第12期47卷 4339-4349页

作者：石振明吴彬郑鸿超彭铭同济大学地下建筑与工程系同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092

泥石流是一种世界范围内各个历史时期均普遍发生的地质灾害现象,尤其频发于地震多发的山地地区,每年均给人民的生命财产造成重大损失.为了应对这种暴发突然,来势凶猛,破坏力强的泥石流灾害,一系列防治措施应运而生.系统总结泥石流的防... 详细信息

泥石流是一种世界范围内各个历史时期均普遍发生的地质灾害现象,尤其频发于地震多发的山地地区,每年均给人民的生命财产造成重大损失.为了应对这种暴发突然,来势凶猛,破坏力强的泥石流灾害,一系列防治措施应运而生.系统总结泥石流的防治措施.泥石流的防治措施可分为结构化措施和非结构化措施.其中结构化措施包括拦挡坝、拦挡网、导流渠、沉淀池和植被防护措施等,其设计依据可通过泥石流冲击力模型获取.泥石流冲击力模型可分为静力模型、动力模型.非结构化措施即建立泥石流预警和预报系统体系.

关键词：泥石流拦挡坝拦挡网导流渠预警预报系统冲击力模型工程地质

K8型单层球面网壳顶点竖向冲击下的冲击荷载特征及荷载简化模型

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振动与冲击 2015年第1期34卷 33-38页

作者：尹弘峰支旭东中国中元国际工程有限公司北京100089 哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090

为简化网壳结构遭受冲击作用时复杂的接触分析过程,基于ANSYS/LS-DYNA建立了单层K8型球面网壳模型,并模拟其在不同冲击作用下的失效过程,辨别网壳的失效模式,并获取了冲击过程中的冲击力曲线。通过对网壳遭受竖向冲击荷载下的这些冲击... 详细信息

为简化网壳结构遭受冲击作用时复杂的接触分析过程,基于ANSYS/LS-DYNA建立了单层K8型球面网壳模型,并模拟其在不同冲击作用下的失效过程,辨别网壳的失效模式,并获取了冲击过程中的冲击力曲线。通过对网壳遭受竖向冲击荷载下的这些冲击力曲线特征进行分析,提出了简化的冲击荷载模型,并应用能量守恒定律和动量定理确定了模型相关参数。利用此冲击力模型对网壳结构在冲击荷载下的响应进行分析并与实体冲击物作用下的响应进行了对比,验证了该模型的准确性,应用该模型可以实现对网壳抗冲击性能的简单有效评估。

关键词：单层球面网壳冲击冲击力模型失效模式

基于逼近递推滤波原理的大块分离物冲击载荷自适应辨识

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机械工程学报 2009年第1期45卷 282-287页

作者：顾伟褚建新上海海事大学航运技术与控制工程交通部重点实验室上海200135

散状物料输送系统的大块分离物动态检测中,大块物下落时的冲击力是一种随机性动载干扰,严重影响测量的准确性。在基于动量原理的基础上建立大块物冲击力动载模型,提出抑制瞬时冲击力的递推滤波方法。为了满足实时性要求,针对迭代递推收... 详细信息

散状物料输送系统的大块分离物动态检测中,大块物下落时的冲击力是一种随机性动载干扰,严重影响测量的准确性。在基于动量原理的基础上建立大块物冲击力动载模型,提出抑制瞬时冲击力的递推滤波方法。为了满足实时性要求,针对迭代递推收敛速度较慢的问题,引入收敛因子,通过一步递推残差来修正当前的递推值,使得瞬时冲击力估计的迭代递推过程大大加快。根据这一方法,构造出由冲击力估计、参考模型解算和冲击力滤波三个算法单元组成的大块分离物逼近递推滤波环节。由此,通过对冲击力的实时辨识,快速逼近计算被分离大块物的实际重量。试验表明,这种逼近递推动态检测方法能显著提高大块物测量的稳定性和准确性。

关键词：动态检测冲击力模型递推滤波大块物输送系统

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拼接模具过缝区域切削力建模与表面质量

振动．测试与诊断 2018年第3期38卷 429-437页

作者：刘献礼高海宁岳彩旭姜男哈尔滨理工大学机械动力工程学院哈尔滨 150080

针对汽车覆盖件拼接模具铣削过程中刀具易磨损破损、已加工表面精度低的问题,对铣削拼接缝过程进行了切削力微元建模。根据加工材料硬度的不同,把每一切削周期的切屑厚度建成切削角度的函数关系,得到不同切削角度下剪切力和犁耕力模型... 详细信息

针对汽车覆盖件拼接模具铣削过程中刀具易磨损破损、已加工表面精度低的问题,对铣削拼接缝过程进行了切削力微元建模。根据加工材料硬度的不同,把每一切削周期的切屑厚度建成切削角度的函数关系,得到不同切削角度下剪切力和犁耕力模型。通过引入单自由度斜体碰撞模型,运用霍普金森压杆试验得到不同主轴转速下刀-工碰撞的弹性变形量δ,进而得到过缝处刀具受到的冲击力。结合剪切力、犁耕力模型与冲击力模型得到过缝区域铣削力预测模型。切削试验与仿真结果具有很好的一致性,证明所建立模型的正确性。研究了不同进给方向下的表面质量,对已加工表面质量、表面粗糙度及工件间高度差进行分析,结果表明,由高硬度切向低硬度工件时可以获得较好的表面质量。所得结果为汽车覆盖件拼接模具铣削加工的工艺优化提供了理论支持。

关键词：拼接模具冲击力模型切削力模型表面质量

基于模型试验的冰岩碎屑流冲击过程及力学模型研究

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基于模型试验的冰岩碎屑流冲击过程及力学模型研究

作者：刘宇桐重庆交通大学

学位级别：硕士

冰岩碎屑流是发生在高寒、高陡、高海拔山区,因冰崩或岩崩在高速运动中裹挟了冰屑、岩屑等物质形成的特殊碎屑流。由于其超强的流动性和破坏力,对区域内重大工程和人民的生命财产安全成了巨大的威胁。现阶段针对冰岩碎屑流的研究大多关... 详细信息

冰岩碎屑流是发生在高寒、高陡、高海拔山区,因冰崩或岩崩在高速运动中裹挟了冰屑、岩屑等物质形成的特殊碎屑流。由于其超强的流动性和破坏力,对区域内重大工程和人民的生命财产安全成了巨大的威胁。现阶段针对冰岩碎屑流的研究大多关注于冰岩碎屑流的成因机制及其超强的流动性,缺少有关冰岩碎屑流的冲击机制研究,因此,本文基于室内滑槽试验,主要探究了冰岩碎屑流的物质组成(冰屑含量和粒径等影响因素)对其冲击刚性挡墙的流速与流深等运动指标及其冲击荷载的影响,并验证了冰岩碎屑流与典型冲击力模型的适用性。论文主要得到如下结论:(1)含冰量主要影响表观密度和摩擦属性。当冰岩碎屑流的体积一定时,冰岩碎屑流的表观密度随着含冰量的增加而线性降低,其休止角、与滑槽底部的摩擦角以及与挡墙的摩擦角随含冰量的增加而下降。含冰量相同的情况下,冰岩粒径不同的冰碎屑流(1.0～1.5cm),其摩擦角大致相同。(2)含冰量和粒径是影响流动性的主要因素。含冰量越高,摩擦越小,导致冰岩碎屑流的流速与流深等运动指标与含冰量呈正相关,当含冰量低于50%时,流速随含冰量增加的幅度相对较大;冰岩碎屑流的冰岩颗粒粒径越大,单位体积内的颗粒接触面越小,内摩擦越小,导致其流速与流深等运动指标相对较大。(3)冰岩粒径在一定范围内(1.0～1.5cm),冰岩碎屑流的颗粒分选主要受密度差异控制。冰岩粒径相同时,冰岩碎屑流在运动过程发生颗粒分选使得最终堆积体呈现出“上冰下岩”的结构特征;而当冰颗粒的粒径减小时,其最终堆积体仍呈现出“上冰下岩”的结构特征。表明冰岩碎屑流在运动过程中发生颗粒分选受冰岩颗粒密度的影响较大。(4)含冰量跟密度共同控制冲击力的变化。随着含冰量的增大,冰岩碎屑流的密度减小,最大法向冲击力随含冰量的增加呈现出先增加后减小的特点,且含冰量为40%时,最大法向冲击力值达到最大;切向冲击力最大值随着含冰量的增加呈现先增加后下降的趋势,且在含冰量为60%时达到最大值。含冰量相同的情况下,冰岩碎屑流的最大法向冲击力与切向冲击力与冰岩颗粒的粒径呈正向关。(5)含冰量越高,摩擦越小,单位质量上的动能越大,导致最大法向冲击力的作用高度随含冰量的增加逐渐上移;而含冰量相同,冰颗粒或者岩颗粒的粒径越大,摩擦越小,最大法向冲击力的作用高度相对越高。(6)基于试验数据比较了三个典型的碎屑流荷载模型的计算精度,结果发现Jiang荷载模型计算精度相对较高,当含冰量低于60%时,Ashwood荷载模型计算精度也相对较高;由上述模型计算得到的冲击力值与实测值误差不超过20%。

关键词：冰岩碎屑流含冰量运动指标冲击力模型

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单层球面网壳的冲击荷载与冲击响应研究

单层球面网壳的冲击荷载与冲击响应研究

作者：尹弘峰哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

许多大跨空间建筑已经成为地标性建筑和著名的人文景观，具有重要的政治、经济意义。近年来，国际恐怖主义活动日益活跃，“911事件”中发生了飞机撞击建筑物的惨剧，飞机飞行事故也威胁着地面建筑的安全，若大跨空间结构被冲击后发生... 详细信息

许多大跨空间建筑已经成为地标性建筑和著名的人文景观，具有重要的政治、经济意义。近年来，国际恐怖主义活动日益活跃，“911事件”中发生了飞机撞击建筑物的惨剧，飞机飞行事故也威胁着地面建筑的安全，若大跨空间结构被冲击后发生倒塌，将引起不可估量的损失。因此，研究大跨空间结构的抗冲击性能显得非常必要。本文在已有研究成果的基础上，对网壳结构的抗冲击性能进行了更为深入系统的探讨。本文通过对刚体冲击物冲击网壳的冲击荷载的研究，提出一种简化方法可对网壳结构的抗冲击性能进行有效评估;而实际冲击物尺寸形状多变且具有弹塑性发展，因此本文着重探讨冲击物尺寸、材料属性对网壳结构失效模式的影响，最后对网壳结构在小型飞机撞击下的响应展开了分析。本文在ANSYS/LS-DYNA中建立60m跨度K8单层球面网壳有限元模型，开展网壳抗冲击性能的研究工作。主要研究内容有以下几个方面： 1通过对网壳结构遭受冲击荷载的研究，提出简化冲击荷载模型对网壳结构在冲击物作用下的冲击力特征进行了研究，分析网壳在顶点撞击下第一次碰撞过程中冲击物对结构的冲量、做功以及杆件参与运动的情况，提出了简化的冲击力模型。通过应用冲击力时程曲线对结构进行加载，验证了该简化模型的正确性。 2研究冲击物尺寸对网壳失效模式的影响在ANSYS/LS-DYNA中改变冲击物模型尺寸，对冲击物撞击网壳单个及多个节点的情况进行研究，考察冲击物尺寸效应对网壳失效模式的影响，并从冲量、能量的角度对冲击物尺寸影响进行分析。 3研究冲击物材料属性对网壳失效模式的影响主要考虑网壳顶点冲击条件下，冲击物弹性变形及弹塑性发展对网壳结构响应及失效模式的影响，考察了结构的动力响应及结构失效模式与吸收能量的关系，分析冲击物材料属性对失效模式产生影响的原因。 4对飞机撞击网壳进行了模拟研究分别利用冲击力曲线（Riera模型）加载的方式及数值仿真的方法模拟网壳结构在飞机撞击下的响应。通过研究发现，后者能够更确切的反映冲击作用下结构的变化。建立小型客机有限元模型，对飞机以不同姿态撞击网壳不同位置的过程进行模拟，初步揭示了网壳结构在飞机撞击下的变形发展和失效模式。

关键词：单层球面网壳冲击荷载失效模式冲击力模型冲击响应

PVD改性RB-SiC反射镜表面缺陷处理方法研究

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PVD改性RB-SiC反射镜表面缺陷处理方法研究

作者：康健中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)

学位级别：硕士

随着空间光学的快速发展，为满足空间反射镜高分辨率的要求，反射镜的口径不断的增大，这也就要求制造空间反射镜的材料需要在满足光学性能和机械性能的基础上要尽可能的减轻重量。SiC作为一种新型的空间反射镜材料，在近年来得到了飞... 详细信息

随着空间光学的快速发展，为满足空间反射镜高分辨率的要求，反射镜的口径不断的增大，这也就要求制造空间反射镜的材料需要在满足光学性能和机械性能的基础上要尽可能的减轻重量。SiC作为一种新型的空间反射镜材料，在近年来得到了飞速的发展。相对于世界先进水平，我国的SiC反射镜加工尚处于起步阶段，由于加工经验不足，在实际加工中会遇到许多问题。本文针对PVD改性RB-SiC反射镜精抛光阶段出现的表面缺陷的形成机理和处理方法进行了相应的理论分析和工艺实验。本文介绍了现阶段国内外SiC反射镜的加工近况，结合本实验室的实际加工能力，以Preston方程为基础，建立了抛光盘在不同工艺参数下对于改性层中大颗粒结晶的冲击力规律的数学模型。以此模型为基础，针对抛光盘的硬度、抛光磨料的粒度以及抛光盘与工件之间的相对压力和相对速度等工艺参数，设计了相关实验，找出各项参数对于改性层中大颗粒结晶冲击力的影响。根据实验结果结合理论分析，初步确定了各种工艺参数对于PVD改性RB-SiC表面缺陷的影响，并据此建立了精抛光的冲击力模型。通过对各种工艺参数的分析和优化，找到了消除和避免表面缺陷的工艺方法，并找出了实验室工艺条件下避免表面缺陷产生的工艺参数区间，拟合出避免表面缺陷产生的抛光冲击力曲线。通过工艺实验所获得的工艺优化方案，成功完成PVD改性RB-SiC基底反射镜一套，加工过程中无严重表面缺陷产生，加工结果符合设计要求。该研究结果对于以后的PVD改性RB-SiC的精抛光加工，改性后表面缺陷的控制具有指导作用。

关键词：光学加工 PVD改性(物理气相沉积法改性) RB-SiC(反应烧结碳化硅) 表面缺陷 Preston方程冲击力模型