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干湿循环下节理砂岩细观能量演化规律研究

地下空间与工程学报 2024年第1期20卷 42-54,63页

作者：张亮王桂林张益晨任建喜孙帆西安科技大学建筑与土木工程学院西安710054 重庆大学土木工程学院重庆400045 库区环境地质灾害防治国家地方联合工程研究中心(重庆) 重庆400045

为探究干湿循环作用下的节理砂岩的细观损伤劣化规律,采用颗粒流软件开展了节理砂岩细观数值模拟,研究了不同干湿循环下节理砂岩的细观力学特性和能量演化机制。研究表明:随着干湿循环次数的增大,颗粒间的接触力和平行黏结力最大值呈线... 详细信息

为探究干湿循环作用下的节理砂岩的细观损伤劣化规律,采用颗粒流软件开展了节理砂岩细观数值模拟,研究了不同干湿循环下节理砂岩的细观力学特性和能量演化机制。研究表明:随着干湿循环次数的增大,颗粒间的接触力和平行黏结力最大值呈线性递减规律;干湿循环下节理砂岩裂纹演化主要经历缓慢增加、均匀增加、阶梯增加及突变增加4个阶段,且裂纹数目(总裂纹、拉伸裂纹及剪切裂纹)与干湿循环次数呈正相关;细观边界能、平行黏结应变能及线性黏结应变能随干湿循环次数的增加呈逐渐减小趋势,节理砂岩中耗散能与微裂纹数大致呈正相关;干湿循环作用导致颗粒间抗断裂能力弱化,使岩样能量储存能力降低,这是造成节理砂岩干湿损伤劣化的能量机制。

关键词：干湿循环节理砂岩数值模拟边界能摩擦能耗

法向加-卸载过程中弹塑性微凸体侧向接触能耗研究

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机械工程学报 2018年第1期54卷 150-160页

作者：高志强傅卫平王雯娄雷亭吴洁蓓西安理工大学机械与精密仪器工程学院

针对法向加-卸载作用下双粗糙表面上微凸体接触阻尼能耗问题,提出弹性、弹塑性、塑性微凸体侧向接触能耗计算方法。基于微凸体接触球形假设,根据微凸体侧向接触受力分析,将其分解为垂直于微凸体接触点公切面的法向分力和沿该面的切向分... 详细信息

针对法向加-卸载作用下双粗糙表面上微凸体接触阻尼能耗问题,提出弹性、弹塑性、塑性微凸体侧向接触能耗计算方法。基于微凸体接触球形假设,根据微凸体侧向接触受力分析,将其分解为垂直于微凸体接触点公切面的法向分力和沿该面的切向分力。采用HERTZ,ETSION理论,分别建立了加-卸载过程中微凸体发生弹性、弹塑性、塑性变形时,法向分力与变形之间关系;依据CATTANEO-MINDLIN黏着-滑移理论,BKE模型,ERITEN模型理论,建立了加-卸载过程中三个变形阶段的切向分力与位移之间关系。利用法向分力-变形和切向分力-位移之间的关系,求得微凸体在法向、切向分力共同作用下产生的应变能耗以及摩擦能耗,进而求得微凸体侧向微观接触在三个阶段下的能耗。研究表明,微凸体侧向接触时耗能包括应变耗能和摩擦耗能,且法向变形量越大,应变耗能、摩擦耗能越大;接触角度越大,应变耗能越大,摩擦耗能越小。

关键词：法向切向黏着-滑移弹塑性加-卸载应变能耗摩擦能耗

考虑摩擦条件下临近既有建筑物的有限土体土压力上限解

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水文地质工程地质 2018年第5期45卷 73-79,85页

作者：胡卫东曹文贵曾律弦刘晓红湖南理工学院土木建筑工程学院湖南岳阳414006 湖南大学岩土工程研究所湖南长沙410082

针对现有刚性挡土墙与支护结构工程有限土体土压力研究大都基于墙背光滑的假定,本文考虑挡土墙与填土之间及建(构)筑物与填土间的摩擦作用,挡土墙背倾角及填土顶面竖向荷载的影响,引入极限分析上限理论进行研究。根据临近建(构)筑物有... 详细信息

针对现有刚性挡土墙与支护结构工程有限土体土压力研究大都基于墙背光滑的假定,本文考虑挡土墙与填土之间及建(构)筑物与填土间的摩擦作用,挡土墙背倾角及填土顶面竖向荷载的影响,引入极限分析上限理论进行研究。根据临近建(构)筑物有限宽度土体的工程特性,基于平动模式采用直线滑动破裂面,在土压力上限求解中引入粗糙挡土墙及粗糙建(构)筑物与土界面间的摩擦能耗计算,分别建立有限宽度土体在主动极限状态和被动极限状态下的土压力计算模型,并利用数值计算方法求解。通过对有限土体主动土压力进行参数分析,表明极限破裂角是一个不确定角,其随着计算深度增大而非线性增大,随有限土体宽度和挡土墙背倾角增大而减小;主动土压力合力随墙土间外摩擦角、挡土墙背倾角及超载增大而增大,墙土间外摩擦角对极限破裂角影响较小,而对土压力合力影响较大。通过工程算例分析并与其它方法计算结果进行对比,表明有限土体主动土压力和被动土压力均小于无限土体土压力。

关键词：有限土体主动土压力被动土压力摩擦能耗极限分析

高进给铣刀刀齿后刀面摩擦磨损能量密度变化特性及其工艺调控方法

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高进给铣刀刀齿后刀面摩擦磨损能量密度变化特性及其工艺调控方法

作者：聂秋蕊哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

高进给铣刀是一种典型的高效切削刀具,其后刀面瞬时摩擦磨损能量密度是揭示铣刀后刀面瞬时摩擦与磨损之间动态关系变化过程的主要内容之一,也是评判刀齿后刀面摩擦磨损状态的重要指标。研究铣刀后刀面瞬时摩擦磨损能量密度解算方法,获... 详细信息

高进给铣刀是一种典型的高效切削刀具,其后刀面瞬时摩擦磨损能量密度是揭示铣刀后刀面瞬时摩擦与磨损之间动态关系变化过程的主要内容之一,也是评判刀齿后刀面摩擦磨损状态的重要指标。研究铣刀后刀面瞬时摩擦磨损能量密度解算方法,获取其动态分布特性,对揭示高进给铣刀后刀面磨损形成与演变过程具有指导意义。本文在国家自然科学基金项目“高能效铣刀非线性摩擦动力学磨损多尺度耦合作用机理(51875145)”和黑龙江省自然科学基金重点项目“高能效铣削重型机床基础部件的有序多源流演变机理与关键技术(ZD2020E008)”的支持下,以提高刀齿后刀面抗摩擦磨损能力为目的,基于铣削实验对刀齿后刀面摩擦磨损非线性特征展开研究。研究刀齿误差和铣削振动作用下的刀齿瞬时切削位姿,建立刀齿后刀面瞬时位姿和加工过渡表面解算模型,利用铣削振动实验结果,建立高进给铣刀切削钛合金热力耦合场模型和边界条件,获取刀齿后刀面瞬时等效应力和累积磨损深度随时间变化特性,建立刀齿微元后刀面瞬时磨损深度分布函数,研究瞬时磨损深度对切削刃及后刀面影响,采用微元法构建刀齿后刀面瞬时磨损体积解算模型。建立刀齿后刀面瞬时摩擦特征变量解算模型,提出刀齿后刀面瞬时摩擦能耗和累积摩擦能耗解算方法,揭示刀齿误差和铣削振动作用下,刀齿后刀面瞬时摩擦速度、瞬时摩擦应力和瞬时摩擦能耗随刀齿接触角和铣刀切削周期的变化特性,并利用刀齿后刀面磨损实验结果,验证其累积摩擦能耗解算结果。提出刀齿后刀面瞬时摩擦磨损能量密度和平均摩擦磨损能量密度解算方法,揭示出后刀面瞬时摩擦能耗与瞬时磨损体积之间的动态关系,依据刀齿摩擦磨损能量密度差异性分析和响应面分析结果,提出铣刀后刀面瞬时摩擦磨损能量密度变化特性及其影响因素识别方法。在此基础上,研究摩擦磨损能量密度调控模型和约束条件,提出工艺调控流程,获取相应工艺方案,并进行实验验证。

关键词：高进给铣刀刀齿后刀面磨损体积摩擦能耗能量密度