• 马宏伟教授:煤矿机电工程、学科建设和研究生教育专家

    <正>马宏伟,工学博士,二级教授,博士生导师,机械电子工程学科带头人,曾任西安科技大学副校长、研究生院院长、研究院院长等,兼任陕西省研究生教育学会副会长、陕西高等学校科研管理协会理事会副理事长、中国工程机械学会矿山机械分会副理事长、中国煤炭工业机电专家委员会委员、中国无损检测学会超声专业委员会委员、中国机械工程学会高级会员等。

    2018年03期 v.38;No.161 342页 [查看摘要][在线阅读][下载 2267K]
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  • 基于正交试验和GA-SVM的硅胶发泡工艺参数优化

    邓军;康付如;雷昌奎;肖旸;刘长春;

    针对硅胶发泡工艺参数优选时存在的耗时、成本高和准确率低等问题,提出了一种基于遗传算法改进的支持向量机优化方法,该方法在正交试验的基础上利用遗传算法和支持向量机的优点,进行了极差、方差分析,建立了基于遗传算法优化的支持向量机模型GA-SVM,利用该模型对硅胶泡沫材料的表观密度进行了优化,并测试了优化后的硅胶泡沫材料微观结构、力学性能及阻燃性能。结果表明:将正交试验、遗传算法与支持向量机三者结合用于硅胶发泡工艺参数的优化可以明显提高发泡工艺设计效率,GA-SVM优化算法得到的预测值与实测值的相对误差在1.1%以内,且GA-SVM优化算法可获得比单纯使用正交试验更优的硅胶发泡方案,为硅胶发泡工艺参数优化提供了一种新的思路。

    2018年03期 v.38;No.161 345-350页 [查看摘要][在线阅读][下载 1464K]
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  • 类岩石材料力学特性参数多元线性回归模型

    林海飞;杨二豪;赵鹏翔;卓日升;赵波;

    为探究多因素对类岩石材料力学特性的影响,采用正交设计方法,选取水泥含量、石膏含量、骨料粒径、冲击力、冲击次数作为影响因素,得到25组类岩石材料单轴压缩条件下抗压强度、弹性模量及容重的正交试验结果。应用方差分析获得各因素的敏感性,并运用SPSS(Statistical Package for the Social Science)对试验结果进行多元线性回归分析,研究显著因素对类岩石材料力学特性的影响规律。研究结果表明:类岩石材料抗压强度受水泥含量、石膏含量、骨料粒径、冲击力的影响显著,且随着水泥含量、石膏含量和冲击力的增加而增大,随粒径增大而减小;弹性模量受水泥含量、石膏含量、骨料粒径的影响显著,且与水泥含量、冲击力呈正线性关系,与粒径大小呈负线性关系;容重受冲击力的影响显著,并随之增加而增大。针对多因素不同水平的正交试验结果应用多元线性回归分析可以建立类岩石材料力学特性的回归方程模型,能够在一定范围内预测类岩石材料的抗压强度、弹性模量及容重,为进一步定量化开展物理模型试验奠定了基础。

    2018年03期 v.38;No.161 351-359页 [查看摘要][在线阅读][下载 3941K]
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  • 矿工大五人格特质对煤矿险兆事件上报的影响

    赵大龙;田水承;王璟;李磊;

    为探讨矿工大五人格特质对煤矿险兆事件上报行为的影响关系,采用中国大五人格问卷简式版和煤矿险兆事件上报量表对陕西地区3所煤矿的329名矿工进行测量。运用SPSS21.0软件对其信效度和相关性进行分析,在此基础上采用多元回归分析研究矿工大五人格特质对煤矿险兆事件上报行为的预测作用,同时考查不安全心理在二者之间的中介作用。结果显示,宜人性人格对险兆事件上报行为(β=0.27,p<0.05)具有显著的正向影响;尽责感人格对险兆事件上报行为(β=0.31,p<0.05)具有显著的正向影响;神经质人格对煤矿险兆事件上报行为(β=-0.29,p<0.05)具有显著的负向影响;外倾性和开放性人格对煤矿险兆事件上报行为不具有影响作用;不安全心理在神经质、宜人感、尽责感3个维度和险兆事件上报行为的关系中起到中介作用。在险兆事件的管理过程中,煤矿可以进行矿工人格特质和岗位匹配度检验,并针对不同的人格特质采取干预手段,消除矿工不安全心理状态,提高险兆事件的上报率,提升煤矿安全管理水平。

    2018年03期 v.38;No.161 360-366页 [查看摘要][在线阅读][下载 296K]
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  • 基于BP神经网络的急倾斜煤层耦合致裂方案优化

    张磊;刘小明;来兴平;高语蔚;崔峰;杨毅然;

    为准确优化急倾斜煤层顶煤耦合致裂方法,根据碱沟煤矿+495水平B1+2工作面开采技术条件,梳理制约顶煤冒放性的7个主要因素;构建了预测顶煤冒放性的BP神经网络模型,并对不同的耦合致裂方案效果进行了预测与分析。结果表明,随顶煤裂化率增加,顶煤冒放性逐步提高,当劣化率大于43%时,弱化后顶煤达到Ⅰ类冒放性标准。考虑经济和实施环境等,选定注水压力为5 MPa,炸药单耗为0.3 kg/m~3为最优方案参数。优化方案实施后,碱沟煤矿顶煤冒放性由第Ⅳ类向第Ⅰ类转化,顶煤冒放性与回采率大幅提升,为安全高效开采提供了理论依据。

    2018年03期 v.38;No.161 367-374页 [查看摘要][在线阅读][下载 1801K]
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  • 松散煤体内CO_2渗流规律试验

    翟小伟;徐宇;于志金;王凯;吴世博;

    利用液态CO_2进行煤矿火灾防治,具有显著的惰化降温效果,而松散煤体内CO_2的渗流是分析其传质传热过程的基础。为分析承压状态下CO_2气体的物性参数特征以及松散煤体内渗流规律,采用松散煤体渗透系数测定装置,对不同粒径、压注压力和孔隙率下CO_2气体的渗透特性进行了试验。结果表明:松散煤体中的CO_2渗流存在明显的非线性渗流特征,符合非达西理论;孔隙率小的煤样压力梯度大于孔隙率大的煤样,颗粒间的空隙是渗流的主要通道;相比于孔隙率和压力,煤体粒度是影响渗流特征关键因素,煤体粒径越小,CO_2在松散煤体中渗流越困难;压注压力越大,CO_2密度和动力粘度越大,导致CO_2在煤体中渗透率增大,而非达西因子减小,因此对CO_2在松散煤体中的渗流影响不大。通过数据拟合,CO_2的渗透率和非达西因子与孔隙率、粒径成幂指数关系,并得到了基于粒度和孔隙率下用于描述松散煤体内CO_2气体渗流的一般理论方程。

    2018年03期 v.38;No.161 375-382页 [查看摘要][在线阅读][下载 4476K]
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  • 不同预氧化温度下煤样热物性参数的实验研究

    肖旸;尹岚;马砺;周一峰;

    为了研究在不同预氧化温度下煤样热物性参数的变化规律,选取长焰煤进行热物性实验。首先通过程序升温氧化法对煤样进行预氧化处理,分别氧化升温至80,110,140,170,200℃.然后使用激光导热仪LFA 457装置测定在30~300℃温度范围内的煤样热物性参数,研究预氧化处理后煤样的热物性参数随温度的变化趋势,并分析预氧化处理后的煤样对温度的敏感性。结果表明:在30~300℃范围内,随着温度的升高,煤样的热扩散系数呈现出逐渐降低的趋势,而煤样的导热系数和比热容呈现出逐渐升高的趋势,并且温度越高,煤样的热扩散系数的降低趋势以及比热容和导热系数的增大趋势越来越平稳。在相同温度下,预氧化处理煤样的热物性参数均高于原煤样。从敏感性分析可知,比热容对温度最敏感,而导热系数的敏感性最低,且当温度超过120℃时,煤样的预氧化温度越高,其热物性参数对温度的敏感性越低。实验结果对于了解煤层自燃和火灾蔓延过程中的传热具有指导意义,为煤自燃的防治提供理论依据和技术指导。

    2018年03期 v.38;No.161 383-388页 [查看摘要][在线阅读][下载 1827K]
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  • 硫磺沟矿(4-5)04工作面高位钻孔抽采瓦斯技术

    邱春亮;赵鹏翔;王绪友;刘殿福;张雪涛;安学东;杨俊生;

    为解决工作面回采期间上隅角瓦斯超限问题,针对硫磺沟煤矿(4-5)04工作面实际情况,应用物理相似模拟实验的方法,研究了工作面采动覆岩"三带"分布特征及覆岩裂隙分布特征规律开展研究,结合工作面实际情况设计高位钻孔抽采上隅角瓦斯的方法,并对抽采效果开展实时观测与分析。结果表明:通过物理相似模拟实验,得到(4-5)04工作面覆岩"三带"高度,上覆岩石裂隙分布范围,工作面初次来压、周期来压步距,裂隙区在切眼、工作面及进回风巷出的宽度等参数来指导和确定现场高位钻孔的布置;通过现场实时观测,得到高位钻孔抽采浓度为19.85%~23%,有效抽采段距离平均为54.5 m,可以保证上隅角瓦斯瓦斯浓度维持在0.08%~0.45%,回风巷瓦斯浓度维持在0.15%~0.48%,(4-5)04工作面安全高效回采,表明高位钻孔抽采方法和设计参数是科学有效的。

    2018年03期 v.38;No.161 389-395页 [查看摘要][在线阅读][下载 4991K]
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  • 声波检测技术在裂隙岩体注浆加固工程质量检测中的应用

    刘世奇;许延春;费宇;谢小锋;王人;

    底板注浆加固及含水层改造技术被广泛应用于中国大水矿区防治底板承压含水层突水。为研究底板注浆加固工程质量情况,指导注浆工艺方案制定,文中应用超声波检测技术现场探测"原岩(包括断层带)-注浆-开采"全过程中底板不同岩性岩体力学性质变化规律,以岩体动弹性模量数值及其变化率为基准,定量分析了注浆加固及开采过程对底板岩体动弹模的"增强—损伤"度,评价注浆加固效果。结果表明:注浆加固对泥岩动弹模增强度最大,达到392%~400%;砂岩次之,为160%~194%;灰岩最小,为103%~144%;受开采影响,各区段岩体动弹模损伤度差异不大,在17%~30%。验证了裂隙岩体注浆加固及开采过程中动弹性模量变化规律,同时也证实了超声波测试岩体内部声波速度是评价裂隙岩体注浆加固效果的一种有效手段。研究成果可为现场实践利用"一发双收"声波测井技术分析裂隙岩体注浆加固效果提供借鉴,丰富了注浆加固效果检测手段。

    2018年03期 v.38;No.161 396-402页 [查看摘要][在线阅读][下载 2367K]
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  • 中国能源供给安全影响因素研究

    李品;

    能源供给安全是能源安全中的关键问题,能源供给和安全事关中国现代化建设和发展全局。能源供给安全是动态变化的,具有显著的时代特征,影响因素也较为复杂,结合时代特点深入研究其影响因素具有重要意义。文中在文献回顾的基础上,综合前人的研究成果,结合中国目前的能源发展现状和专家意见,提取出10种中国能源供给安全的主要影响因子,利用1995—2014年间的统计数据,基于因子分析和岭回归方法,实证研究了不同影响因子对于能源供给安全的影响程度。结果显示:每个影响因子对于能源供给安全的影响程度是不相同的,能源自给率对能源供给安全的影响程度最大达6.34%,技术进步和产业结构对能源供给安全的影响程度较大,大于2%,经济环境和可再生能源产量对能源供给安全的影响不显著,低于1%.该结论符合中国实际,依据上述结论结合新时代能源发展要求从能源资源禀赋、能源技术水平、产业结构调整、能源价格和能源供给多样化5个方面提出了优化中国能源供给安全的相应对策。

    2018年03期 v.38;No.161 403-410页 [查看摘要][在线阅读][下载 404K]
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  • 突出煤体空间分布及粒径分布特性试验分析

    邢跃强;程远平;涂庆毅;王小蕾;

    为进一步研究煤与瓦斯突出过程中突出煤体的空间分布与粒径分布特征,利用自主研发的真三轴煤与瓦斯突出模拟试验装置,在相同成型压力3 000 k N基础上,开展瓦斯压力为0.2,0.25,0.3,0.35,0.4,0.5 MPa下的煤与瓦斯突出试验。通过水平加载泵站控制,将垂直应力、构造应力、侧向应力均设置为5.5 MPa.结果证明了煤与瓦斯突出的发生存在一个瓦斯临界值,大于这个临界值,突出发生,本试验中突出临界值位于0.25~0.3 MPa之间。随着瓦斯压力的增加,煤样的突出量逐渐增大,相对突出强度也增大,说明在现场中,瓦斯压力是煤与瓦斯突出强度的重要决定因素。突出煤体呈梭形分布,中间有多条带式间隔,吹扫作用明显。突出煤体主要聚集在远处区域,主要为小粒径煤粉,其中直径小于0.25 mm的煤粉占比均大于20%,而小于0.5 mm的均超过45%,个别甚至高达66.7%.大粒径煤颗粒两头多,中间少。突出试验结果与现场实际突出情况有所不同,尤其是在大粒径煤体分布方面,但是综合试验空间、突出发展时间、煤的自然安息角等多方面因素考虑,可以得到合理的解释。

    2018年03期 v.38;No.161 411-416页 [查看摘要][在线阅读][下载 1956K]
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  • 岩浆岩圈闭区煤层钻屑瓦斯解吸指标敏感性研究

    张锐;王亮;高杰;王小蕾;陈大鹏;高尚;

    为研究岩浆热演化区域煤层钻屑瓦斯解吸指标的敏感性,建立杨柳煤矿10煤层岩浆岩圈闭区煤层敏感指标体系,论文采用实验室实验和现场考察相结合的研究方法对岩浆岩圈闭的104,106采区突出预测指标(钻屑瓦斯解吸指标K1,Δh_2)的敏感性进行系统研究。结果表明:岩浆岩圈闭区域10煤层瓦斯初始解吸量大,初始解吸速度快,第1 min及第3~5 min瓦斯解吸量随瓦斯压力的变化符合幂指数关系;依据Δh_2指标计算所得的第3~5 min瓦斯解吸量与实测的瓦斯解吸量平均误差为23.30%,而依据K1指标计算的第1 min瓦斯解吸量与实测的瓦斯解吸量平均误差56.22%;依据Δh_2指标计算所得的第3~5 min瓦斯解吸量与实测的瓦斯解吸量平均误差更小,即表明Δh_2指标更敏感。同时,现场实测的78组钻屑瓦斯解吸指标结果也表明Δh_2指标迫近度方差和标准差较大、对工作面推进过程中的地应力及突出危险程度变化反映能力更强,即Δh_2指标更加敏感。因此,结合现场考察和实验室测定结果,将Δh_2作为10煤层岩浆岩圈闭区主要敏感指标,K1指标作为辅助指标。

    2018年03期 v.38;No.161 417-425页 [查看摘要][在线阅读][下载 2869K]
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  • 延安地区马家沟组风化壳型储层孔隙结构及分类评价

    曹红霞;吴海燕;尚婷;任星民;高飞;武渝;

    风化壳型储层是延安地区重要的储层类型之一,孔、洞、缝是下古生界奥陶系碳酸盐岩储层较常见的储渗空间。基于对鄂尔多斯盆地延安地区风化壳型储层的实例研究,通过岩心描述、扫描电镜、薄片观察、压汞测试及测井分析等手段,结合区域地质资料分析,借鉴鄂尔多斯盆地内相邻气田风化壳型储层的相关研究成果,对延安地区奥陶系风化壳储层岩性特征、孔隙微观结构进行研究,在此基础上开展储层分类与评价。研究表明研究区马五4-马五1亚段的碳酸盐岩经历了沉积成岩-裸露风化-沉积充填-溶蚀改造-埋藏溶蚀等多期地质作用形成了多种孔渗空间,既有原生孔隙,也有次生孔隙。研究区储层的孔渗空间主要为准同生期的晶间孔、表生期及埋藏期的次生孔隙、扩容缝;由于孔渗空间的复杂性,选取孔隙度、渗透率、最大进汞饱和度、门槛压力、分选系数等参数,将储层分为4类,结果表明储层以中低孔、特低渗储层为主。风化壳储层的细分对延安地区下古生界碳酸盐岩天然气勘探具有重要的指导作用。

    2018年03期 v.38;No.161 426-434页 [查看摘要][在线阅读][下载 6696K]
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  • 新疆包古图斑岩铜矿成矿流体演化

    魏少妮;杨宇鑫;

    通过岩石学和矿床学研究,探讨了新疆包古图斑岩铜矿各矿化岩体的岩石学特征和蚀变矿化程度。通过金属矿物组合和成分对比,探讨了成矿流体演化相关信息。研究发现,包古图矿化岩体以石英闪长岩和花岗闪长岩为主,各岩体蚀变矿化特征差别明显。Ⅰ,Ⅱ,Ⅳ号岩体蚀变较弱,表现为斜长石局部蚀变为绢云母,黑云母和角闪石部分蚀变为绿泥石;矿化作用表现为少量浸染状黄铜矿和黄铁矿。Ⅲ号岩体蚀变矿化中等,除绢云母化和绿泥石化外,还发育黑云母化、绿帘石化、白云母化、碳酸盐化和黝帘石化;具有全岩矿化的特征,黄铜矿、黄铁矿和磁黄铁矿呈浸染状分布于岩体中,但品位较低。Ⅴ号岩体蚀变矿化作用发育,黑云母化、绢云母化、硅化等多种蚀变类型相互叠加。金属矿物以黄铁矿、黄铜矿和辉钼矿为主。Ⅲ号和Ⅴ号岩体硫化物成分对比研究表明,成矿早期阶段,流体高温富硫(T=431~574℃,logf S2=-6~-4),形成的硫化物具有富S贫As的特征,矿化较弱。随着流体向低温方向演化(363~491℃),体系硫逸度降低(logf S_2=-7.8~-4.7),金属矿物As含量升高,矿化作用广泛发育。

    2018年03期 v.38;No.161 435-442页 [查看摘要][在线阅读][下载 3415K]
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  • 小脑神经网络在矿工疲劳监测控制系统中的应用

    李红霞;黄已芯;田水承;侯媛彬;

    针对矿工井下疲劳监测与控制难题,探索矿工疲劳务工的生理指标状况,降低矿工疲劳状态下务工的可能性,指导煤矿高层管理者对矿工疲劳生产的管理与控制,并为新设计的矿工疲劳监测控制系统提供新的方法与依据。采用多元信息融合技术,提取了皮电、肌电、脑电等12个疲劳水平监测信号,对矿工务工期间进行半接触式肢体图像和信号分析,构建了矿工疲劳监测信号体系;结合CMAC神经网络理论,提出矿工疲劳务工期间的疲劳检测控制系统模型,并通过收集矿工务工期间的多生理指标对构建的模型进行验证。结果表明:矿工疲劳监测与控制系统监测结果与实际矿工疲劳水平的平均偏差为0.2,偏差为0.1~0.3的约占51.7%,0.4~0.7的约占32.2%,0.8~1.0的约占16.1%,比传统的单一信号监测精度更高,偏差更小,更能满足实际生产中的矿工监测与控制的精度需求。为缓解当前矿工疲劳生产的现状,依据矿工疲劳监测结果,结合金融风险管理理论,应采用的方法是:当矿工疲劳水平超出生理负荷值时,机械自启强迫停止功能;当矿工疲劳水平严重时,提醒班组长强迫矿工换班(岗);当矿工出现疲劳迹象时,报警提示矿工调整自身疲劳状态等。为后期中国煤矿人员安全与高效生产的电子监测与控制领域提供一种新的设计参考。

    2018年03期 v.38;No.161 443-451页 [查看摘要][在线阅读][下载 2797K]
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  • 劳动力转移对农村家庭人均电力消费量的影响

    王萍;刘芝雷;朱敏;

    劳动力转移是能源消费和碳排放增长最重要的影响因素之一,也是农村家庭人均电力消费量变化的核心影响因素。通过深度访谈,基于陕西省农村地区"劳动力转移与农村生活能源"的调查数据,结合农村实际状况考察了劳动力转移对农村家庭人均电力消费量的影响。研究发现劳动力转移对农村家庭人均电力消费量具有显著的影响作用,即农村家庭劳动力转移人数、农村家庭劳动力转移收入、农村家庭劳动力转移收入占比均显著提升了农村家庭人均电力消费量而农村家庭劳动力转移人数占比显著降低了农村家庭人均电力消费量。

    2018年03期 v.38;No.161 452-458页 [查看摘要][在线阅读][下载 163K]
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  • 减震层作用下地铁车站结构的三维减震分析

    倪茜;卫林斌;

    利用ANSYS有限元软件建立岩土体—减震层—地铁车站结构体系相互作用的三维数值计算模型,依据地下结构受控模态理论和动力学振动理论,将该模型简化为3个自由度的振动体系,以平面应力方式建立振动方程,探讨其减震机理与效果。在此基础上,分别从位移与应力2方面分析不同减震层材料、不同减震层厚度对地铁车站结构的减震效果的影响,并与不设减震层的地震反应进行对比。研究结果表明:地铁车站结构周围设置减震层后,车站结构的最大相对位移差以及应力都有明显的减小,土体对结构的部分作用力被减震层材料吸收和分散,结构趋于做整体运动;达到应力和位移的峰值时间也向后推迟,改变了结构原有的频谱特性,对结构起到了双重保护结构作用;2种减震材料作用下都使结构下部的减震效果比较好,特别是采用弹性模量较小的橡胶材料时,减震效果比较明显;随着减震层厚度的增加,最大相对位移差和应力也不断减小,当将减震层设置为25~35 cm厚的橡胶材料时,应力减小达幅度达到20%~30%,起到良好的减震作用。

    2018年03期 v.38;No.161 459-465页 [查看摘要][在线阅读][下载 4302K]
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  • 地下轨道与城市道路及综合管廊大断面共建

    李锐;

    应用对比分析、分类归纳及实例列举等方法,研究了地下城市轨道与城市道路、城市综合管廊的标准体系适应性,分析了"路-轨-管廊"大断面组合规划和横断面组合布设要点,提出了不同情况下的"路-轨-管廊"大断面共建的可行方法。结果表明:地下城市轨道与城市道路、城市综合管廊三种构筑物技术标准体系相互适应性性强,适宜于统一路由、统一规划、统一设计、统一实施。地下城市轨道与城市道路、城市综合管廊组合规划工作中,应严格按"路-轨-管廊大断面"的综合规划要求去执行,充分考虑预留措施和衔接手段。"路-轨-管廊大断面"横断面组合及布设过程中,应根据地下城市轨道区间段及车站段的不同特点,结合城市道路及城市综合管廊的相关要求统筹考虑。"路-轨-管廊"大断面共建时,对全部新建段可同步统筹建设;对涉及既有城市道路改扩建的段落,应合理安排建设程序,保证地面道路建设期交通组织,根据地下城市轨道区间段及车站段的不同实施方法并结合城市综合管廊的建设要求。

    2018年03期 v.38;No.161 466-472页 [查看摘要][在线阅读][下载 2986K]
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  • 低温下碳纤维混凝土电热效应实验

    魏建强;

    为研究碳纤维混凝土在低温下导电发热性能,测试低温下碳纤维混凝土的融雪化冰能力以及相互之间的关系,为冬季公路或机场的融雪化冰工程奠定基础。采用模拟的方法进行实验研究,分别研究了低温下碳纤维混凝土的发热规律、3 mm冰层覆盖情况下的融雪能力、外界温度与除冰时间关系、电热功率与除冰时间关系。结果表明:在-25℃情况下,2%碳纤维含量的碳纤维混凝土在36 V交流电压的作用下80 min左右温度达到0℃,且随着时间的推移,温度上升速率不断增加;在3 mm冰层覆盖下,通电80 min时冰层开始融化,120 min时冰层基本融化完,说明在"中雪"情况下,通电120 min就能保证"旧雪"完全融化完毕;随着电热功率的增加,碳纤维导电混凝土的融雪能力也不断增强,根据实验数据可以得出碳纤维导电混凝土的最经济导电功率为500~700 W/m2.低温时,不同温度情况下,随着温度的变化,融雪化冰时间也随之变化,随着温度的"上升",融雪化冰时间几乎成直线下降,外界温度越接近0℃,融雪化冰时间越短。在-5℃情况下,碳纤维混凝土温度上升到0℃只需要46 min.

    2018年03期 v.38;No.161 473-478页 [查看摘要][在线阅读][下载 841K]
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  • 安全端焊接残余应力对裂纹尖端力学参量的影响

    郭瑞;薛河;崔英浩;

    焊接残余应力是导致核电一回路安全端异种金属焊接接头引导力腐蚀开裂(SCC)的主要因素之一,同时焊接接头区域材料力学性能不均匀性使得SCC裂纹尖端力学场分析变得更为复杂。为了了解核电一回路压力容器安全端异种焊接结构中残余应力对裂纹尖端力学参量的影响,本文通过有限元手段分别利用预定义温度场法和导入预应力法对核电一回路安全端焊接接头中的残余应力分布进行模拟,并计算分析了焊接残余应力作用对安全端焊接接头中SCC裂纹尖端主要力学参量的影响。研究表明,导入预应力法是较理想的焊接接头残余应力场模拟方法;裂尖应力、应变以及J积分均与残余应力的分布规律有很大的关联性;当裂纹长度小于管壁厚度的三分之一时,裂尖应力应变和断裂参量随裂纹长度增加而增大,之后趋于平稳;当裂纹长度接近30 mm时裂尖法向应力由正变负,裂尖应力应变随裂纹长度的增大而减小,有可能造成SCC裂纹扩展停滞。研究结果为日后定量预测安全端SCC裂纹扩展历程奠定了一定的理论基础。

    2018年03期 v.38;No.161 479-483页 [查看摘要][在线阅读][下载 1856K]
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  • 冷加工对316L不锈钢裂尖力学特性的影响

    杨宏亮;薛河;倪陈强;

    采用弹塑性有限元软件的子模型技术,研究了核电压力容器高温水环境中冷加工程度对316L不锈钢应力腐蚀裂纹尖端应力应变状态和断裂参量的影响,并结合316L不锈钢在不同冷加工程度下屈服强度、杨氏模量、硬化指数和偏移系数的变化规律,对比冷加工程度对微观裂纹尖端应力腐蚀开裂速率的影响,发现冷加工程度不同,材料的力学参数不同,进而影响应力腐蚀裂纹尖端Mises应力、等效塑性应变、拉伸应力、拉伸应变的分布状态和裂尖J积分变化规律。结果表明:不同冷加工程度引起316L不锈钢材料力学性能的变化会改变应力腐蚀裂纹裂尖应力应变状态和断裂参量的分布规律,当应力强度因子一定时,随着冷加工程度的增大,应力腐蚀裂尖Mises应力增大,而裂尖的等效塑性应变减小,同时应力腐蚀裂尖的拉伸应力随着冷加工程度的增大而增大,而拉伸应变随着冷加工程度的增大而减小,裂尖J积分随着冷加工程度的增大而增大,冷加工程度的增加在一定范围内加剧了高温高压水环境中316L不锈钢应力腐蚀开裂速率。

    2018年03期 v.38;No.161 484-489页 [查看摘要][在线阅读][下载 1752K]
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  • 状态耦合大规模系统的分布式预测控制

    潘红光;米文毓;高海南;江能前;

    研究带有状态耦合的大规模系统的分布式预测控制,这类大规模系统一般可由若干子系统构成。在每个子控制器中均考虑其他子控制器的状态轨迹,这些状态轨迹的假设值可基于历史数据获得。为限制各子系统假设预测轨迹和真实轨迹之间的不确定性偏差加入了相容性约束,并通过在线收紧此约束使得其带来的保守性更小;为消除不确定性偏差,通过对未来轨迹约束的逐步收紧保证物理约束在未来时刻均被满足的;针对真实系统在线优化性能指标,具有更优的控制性能。最后,采用3个弹簧-阻尼小车子系统相互连接而成的系统,通过与已有算法比较,得到了文中算法的计算量更小,控制性能更优的结论,证明了所提方法的有效性。

    2018年03期 v.38;No.161 490-497页 [查看摘要][在线阅读][下载 1220K]
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  • 分布式操作平台远程集中控制系统

    汪洋;左建勇;

    为解决分布式操作平台分散控制导致的企业雇员数量增加、劳动生产率下降等问题,进一步提高企业信息化、自动化程度。应用RS-485总线与虚拟仪器技术,利用可编址连接转换器、数据采集卡、矩阵切换器等设备,详细讲解了如何构建远程集中控制系统,实现多路触控操作平台的远程集中控制与状态监测;应用了互斥型开关并将其与其他现场设备共同集成在机顶盒中,不仅有利于系统搭建与扩展,还可实现近远端操作权限的控制;基于LabVIEW开发了含触屏操作信息翻译子模块的中央控制总程序,在实现集中控制与状态监测基本功能的同时,解决了不同型号触屏控制设备兼容控制的问题。为验证设计方案的可行性,开发了原理样机并进行了现场测试,实际应用表明:该系统反应灵敏、操作流畅、状态监测准确、抗干扰能力强,实现了既定的设计目标,验证了该方法是实现分布式操作平台远程集中控制的一种有效方法,为应用此类设备的企业提高劳动生产效率、降低企业成本提供了一条可行的解决路径。

    2018年03期 v.38;No.161 498-505页 [查看摘要][在线阅读][下载 3359K]
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  • 基于数据融合的井下瓦斯浓度状态预测

    龚尚福;李岩松;

    针对现有方法中单独使用神经网络进行瓦斯预测时正确性得不到保障的问题,引入了数据融合的方法进行修正,期望在决策层达到提高正确率的目的。首先,将原始数据降噪,通过状态划分以明确模型中DS证据理论所需要的识别框架;然后,在保持数据拓扑意义不变的情况下,将数据重构为多维向量作为样本数据,利用该样本训练BP神经网络和径向基函数神经网络得到独立的2个预测模块,再选取样本训练得到分类器;最后,结合统计误差从证据折扣的观点来构造DS证据理论中的基本概率分配函数,使得数据在融合的过程中减少冲突。结果表明,提出的"预测-分类-融合"模型对瓦斯浓度区间判断的正确率比单独使用神经网络预测时的高。利用状态划分和数据融合可以对瓦斯数据进行有效的映射;在构造分类器时可以结合相关性分析,以得到更多的证据体,有利于挖掘出潜在的信息,指导安全生产。

    2018年03期 v.38;No.161 506-514页 [查看摘要][在线阅读][下载 2258K]
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