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压入硬度的修正方法──根据硬度和塑性系数估算破岩比功

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探矿工程 1998年第3期 49-51页

作者：张厚美谢齐平同济大学江汉石油学院

通过分析压入硬度和破岩比功的关系，得出比功更能综合反映岩石的破碎难易程度的结论。为简化比功的测定方法，提出根据压入硬度、塑性系数及破碎坑体积扩大率来估算比功的方法，推导出比功的计算公式，并对比功的计算值和实测值进行了... 详细信息

通过分析压入硬度和破岩比功的关系，得出比功更能综合反映岩石的破碎难易程度的结论。为简化比功的测定方法，提出根据压入硬度、塑性系数及破碎坑体积扩大率来估算比功的方法，推导出比功的计算公式，并对比功的计算值和实测值进行了对比，具有一定应用价值。

关键词：压入硬度塑性系数比功修正岩石破碎

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旋耕切土数值模拟及试验研究

旋耕切土数值模拟及试验研究

作者：钟嘉雄湖南农业大学

学位级别：硕士

旋耕作业能耗高,是耕地作业中急要解决的问题。旋耕刀是旋耕机主要的工作部件,旋耕机大部分能量用于旋耕刀切土。旋耕刀片的形状和参数,直接影响旋耕机的工作质量和功率消耗。本文以IT245旋耕刀为研究对象,建立旋耕刀面的数学方程,计算... 详细信息

旋耕作业能耗高,是耕地作业中急要解决的问题。旋耕刀是旋耕机主要的工作部件,旋耕机大部分能量用于旋耕刀切土。旋耕刀片的形状和参数,直接影响旋耕机的工作质量和功率消耗。本文以IT245旋耕刀为研究对象,建立旋耕刀面的数学方程,计算了切土的理论比功;基于ANSYS/LS—DYNA软件,建立旋耕切土的仿真模型,对旋耕刀切土过程进行了数值模拟;设计了一套旋耕机转矩测量系统,利用土槽试验验证了仿真模型的准确性;根据Box-Behnken试验对旋耕刀作业参数进行了优化,设计了9款凸包降阻旋耕刀,并通过土槽试验验证最优作业参数与降阻旋耕刀的效果。主要研究内容与结论如下:(1)旋耕刀面数学建模及理论比功分析。分析旋耕刀的作业参数,建立了旋耕刀面的数学方程,基于MATLAB进行了数值计算,导出了旋耕切土的理论比功计算公式,使用理论比功计算系统进行Box-Behnken试验,其结果能基本正确反映作业参数对比功的影响。(2)建立并验证有限元旋耕切土模型。基于光滑粒子流体动力学(SPH,Smooth Particle Hydrodynamics)方法建立旋耕切土有限元模型,并以此模型分析了前进速度0.6m/s、刀辊转速200r/min、耕深0.12m情况下,旋耕刀旋耕切土过程,抛土速度约为2m/s左右,平均前进阻力258.61N,平均转矩59.65N·m。设计了一款转矩测量系统,基于系统进行土槽试验,测量旋耕平均转矩为63.69N·m,与仿真试验仅差6.34%,验证了仿真模型旋耕切土功耗计算的正确性。(3)旋耕刀作业参数优化与验证。采用Box-Behnken试验仿真分析了前进速度、刀辊转速、耕深对旋耕切土比功的影响。结果表明,前进速度与旋耕切土比功成负相关,刀辊转速与旋耕切土比功成正相关,耕深对旋耕切土比功的影响不显著。得出最佳作业参数前进速度0.7m/s、刀辊转速200r/min、耕深0.12m。对最佳作业参数进行了验证,最优作业参数情况相较前进速度0.6m/s、刀辊转速200r/min、耕深0.12m工况的比功降低了10.53%。(4)凸包降阻旋耕刀设计与验证。以蜣螂头部的凸包结构能减小黏附作用,设计了九种在表面有凸包的降阻旋耕刀,并使用仿真模型对这九种旋耕刀进行分析,确定了各种旋耕刀的降阻效果,发现在一定范围内降阻效果与凸包大小成正相关,与凸包间隔成负相关。利用8号降阻旋耕刀并进行土槽试验,其转矩较国标旋耕刀降低20.16%。

关键词：旋耕刀土壤数值模拟比功光滑粒子流体动力学

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旋耕机比功耗的计算

粮油加工(电子版) 1983年第11期 18-21页

作者：荣延洲

旋耕机的功率消耗可以通过耕作每单位体积土壤所消耗的能量,即比功耗来计算。迄今为止,当旋耕机刀轴上刀齿圆周速度不变时,比功耗均作为常数来计算,测试和回归计算的结果表明,旋耕机的比功耗与作业速度有密切的关系,除此以外还受其他因... 详细信息

旋耕机的功率消耗可以通过耕作每单位体积土壤所消耗的能量,即比功耗来计算。迄今为止,当旋耕机刀轴上刀齿圆周速度不变时,比功耗均作为常数来计算,测试和回归计算的结果表明,旋耕机的比功耗与作业速度有密切的关系,除此以外还受其他因素的影响。

关键词：旋耕机试验结果刀齿比功旋转耕耘机作业速度旋耕机刀轴功耗

传统压痕法识别陶瓷材料断裂韧性的有效性研究

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材料工程 2015年第12期43卷 81-88页

作者：王家梁马德军白盟亮黄勇孙亮装甲兵工程学院机械工程系北京100072 总装备部西安军事代表局西安710065

基于虚拟裂纹闭合法对传统压痕法测试陶瓷材料断裂韧性的数值模型进行计算,以此为基础,分析比较传统压痕法的几种典型公式识别陶瓷材料断裂韧性的测试误差和所测材料的适用范围。结果表明:传统压痕法的Anstis公式较Evans公式,Lawn公式,J... 详细信息

基于虚拟裂纹闭合法对传统压痕法测试陶瓷材料断裂韧性的数值模型进行计算,以此为基础,分析比较传统压痕法的几种典型公式识别陶瓷材料断裂韧性的测试误差和所测材料的适用范围。结果表明:传统压痕法的Anstis公式较Evans公式,Lawn公式,JISR公式和Niihara公式,在材料比功0.3≤We/Wt≤0.45时所测断裂韧性值与理论计算值较为接近,其最大误差为12.9%,测试结果相对准确;当0.45比功增加迅速增大,特别是当We/Wt=0.7时,Anstis公式,Evans公式,Lawn公式,JISR公式和Niihara公式所测断裂韧性值与理论计算值的最大误差分别为70%,148.5%,48.8%,98.7%和166.6%,在此材料比功范围内传统压痕法所测断裂韧性值误差较大。

关键词：传统压痕法陶瓷材料断裂韧性虚拟裂纹闭合法比功

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空间反应堆布雷顿循环热力学优化分析

原子能科学技术 2017年第7期51卷 1173-1180页

作者：李智杨小勇王捷张作义清华大学核能与新能源技术研究院北京100084

闭式布雷顿循环具有高效率与高能量密度,适用于空间核反应堆的能量转换系统。出于经济性的考虑,地面大型高温气冷堆的布雷顿循环能量转换系统均采用效率最高的运行模式;而在空间反应堆能源中,系统受到体积、质量与特殊运行环境的限制,... 详细信息

闭式布雷顿循环具有高效率与高能量密度,适用于空间核反应堆的能量转换系统。出于经济性的考虑,地面大型高温气冷堆的布雷顿循环能量转换系统均采用效率最高的运行模式;而在空间反应堆能源中,系统受到体积、质量与特殊运行环境的限制,故提出另一种优化模式——循环比功最高优化。本文就空间反应堆闭式布雷顿循环进行优化分析,利用Fortran语言对两种优化模式进行热力学分析对比,为空间反应堆的设计计算提供参考和基础。结果表明:新提出的循环比功优化在降低空间布雷顿循环方面较有优势,但会造成叶轮机械设计难度的增加。最终设计方案的选取可根据工程要求在两种优化模式中进行折中选择。

关键词：布雷顿循环系统热力学优化效率比功

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多维冲击提高PDC钻头破岩效率的机理研究

振动与冲击 2021年第2期40卷 258-264,278页

作者：刘书斌倪红坚王勇张恒中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 中国石油大学(华东)非常规油气开发教育部重点实验室山东青岛266580

在一维冲击辅助破岩技术基础上发展出了更加高效的多维冲击破岩技术,但相应的破岩机理研究却不够深入。为揭示多维冲击提高PDC钻头破岩效率的机理,建立了冲击-切削破岩分析模型,模型将一维和多维冲击作用视为不同角度的单齿冲击问题,通... 详细信息

在一维冲击辅助破岩技术基础上发展出了更加高效的多维冲击破岩技术,但相应的破岩机理研究却不够深入。为揭示多维冲击提高PDC钻头破岩效率的机理,建立了冲击-切削破岩分析模型,模型将一维和多维冲击作用视为不同角度的单齿冲击问题,通过有限单元法探讨了轴向、扭向和多维冲击作用下岩石的损伤演化和岩屑形成过程,并进一步计算和分析了冲击角度范围为0°~90°的破岩比功,通过现场试验对模拟结果进行了验证。结果表明:一维与多维冲击的岩石破碎机理不同,多维冲击破岩过程同时受到挤压和剪切裂纹的影响;不同冲击速度矢量存在不同的最优冲击角度使破岩比功最低;多维冲击器提速幅度高于一维冲击钻井工具;研究结果有助于传统冲击钻井工具与结构优化的技术升级。

关键词：破岩多维冲击 PDC 比功破岩效率钻井工具

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屋脊齿破岩效率研究

地下空间与工程学报 2019年第S2期 751-758+772页

作者：林兆虎杨迎新于洪波黄奎林高清春西南石油大学机电工程学院中国石油长城钻探工程公司

为探究各种因素对屋脊齿破岩效率的影响,对屋脊齿破岩过程进行了试验和仿真,分析了屋脊齿脊角、前倾角、侧转角、吃入深度以及齿旋角对屋脊齿破岩效率的影响。结果表明,在相同切削条件下,脊角在120°时破岩效率最高,是传统平面齿的2倍左... 详细信息

为探究各种因素对屋脊齿破岩效率的影响,对屋脊齿破岩过程进行了试验和仿真,分析了屋脊齿脊角、前倾角、侧转角、吃入深度以及齿旋角对屋脊齿破岩效率的影响。结果表明,在相同切削条件下,脊角在120°时破岩效率最高,是传统平面齿的2倍左右,且切削力波动更小,有利于延长切削齿寿命;屋脊齿在2 mm以内的小吃深切削条件下,轴向、切向载荷均显著低于常规的圆形平面PDC齿;比功对前倾角敏感性不高,但对吃入深度较为敏感,2 mm为最佳吃入深度;屋脊齿破岩比功随侧转角的增大而增大,增幅明显,且径向力随之增大,建议屋脊齿不设侧转角;齿旋角对破岩效率以及切削力的影响较大,设计屋脊齿PDC钻头时,应尽可能使每个屋脊齿的齿旋角θ=0°。

关键词：屋脊齿比功破岩效率脊角齿旋角

后回热式布雷顿-两平行逆布雷顿联合循环能量分析与优化

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热科学与技术 2012年第4期11卷 369-376页

作者：张泽龙陈林根戈延林孙丰瑞海军工程大学动力工程学院湖北武汉430033

提出了后回热式布雷顿-两平行逆布雷顿联合循环模型。对该联合循环进行了能量分析,导出了联合循环热效率和比功的表达式,以热效率和比功为目标对该联合循环的性能进行了优化,分析了回热器有效度和其他参数对最优热效率和最优比功的影响... 详细信息

提出了后回热式布雷顿-两平行逆布雷顿联合循环模型。对该联合循环进行了能量分析,导出了联合循环热效率和比功的表达式,以热效率和比功为目标对该联合循环的性能进行了优化,分析了回热器有效度和其他参数对最优热效率和最优比功的影响。分析表明,以热效率为优化目标时,该联合循环的最优热效率随着回热度的增加而增加,其相应比功随着回热度的增加而减小;以比功为优化目标时,回热度对该联合循环的最优比功的影响很小,其相应热效率随着回热度的增加而增加。

关键词：能量分析回热式布雷顿循环逆布雷顿循环热效率比功优化

考虑旋挖桩承载特性及实时钻进过程的终孔深度确定

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建筑结构 2017年第S1期47卷 1045-1049页

作者：罗斌刘先珊许明牛万保张同乐国家山区公路工程技术研究中心重庆400067 重庆大学土木工程学院重庆400045 山地城镇建设与新技术教育部重点实验室(重庆大学) 重庆4000451

鉴于旋挖钻机施工的优越性,旋挖桩基的运用越来越广泛,但钻进过程中的终孔深度确定是当前亟待解决的关键课题。为了确定旋挖钻进终孔深度并提高施工的时效性,以高压变电站软质岩土深回填区的旋挖桩为研究对象,结合实际地质勘测资料建立... 详细信息

鉴于旋挖钻机施工的优越性,旋挖桩基的运用越来越广泛,但钻进过程中的终孔深度确定是当前亟待解决的关键课题。为了确定旋挖钻进终孔深度并提高施工的时效性,以高压变电站软质岩土深回填区的旋挖桩为研究对象,结合实际地质勘测资料建立桩-地层接触效应的三维数值模型,通过单一桩的沉降、轴力及负摩阻力响应验证计算模型的可靠性。并研究不同嵌岩深度的旋挖桩承载力,其结果表明,较大的嵌岩深度提高了桩体抗压刚度,减小了桩顶沉降,但同一荷载下的负摩阻力分布范围较大,导致桩体抵抗外荷载的能力有所降低,可见合理的嵌岩深度设计是关键。进一步基于比功模型及旋挖钻进实时监测信息,优化各类地层的比功阈值区间,确定持力层深度及终孔深度。结合地勘资料比较实际旋挖钻进深度与计算嵌岩深度,两者是吻合的,验证了上述方法的的准确性及可靠性,其方法可为复杂地层的旋挖钻进终孔深度设计及桩承载力评价提供技术手段。

关键词：旋挖桩承载力负摩阻力终孔深度比功