摘要：高压输电杆塔接地极作为雷电流、工频故障电流和感应电流等异常电流的关键传导通道,对于保障电力线路的安全稳定运行具有重要作用。然而,接地极腐蚀缺陷的存在将严重影响其正常的散流功能,威胁电力系统安全稳定运行,甚至人身安全。针对高压输电杆塔接地极腐蚀缺陷的远距离、小缺陷高灵敏度检测难题,该文提出一种高压输电杆塔接地极腐蚀缺陷混频SH导波检测方法。设计了一种基于变间距永磁阵列的新型混频SH导波换能器结构,并通过仿真和实验验证了混频SH导波检测的可行性。进一步将所提方法与传统的单频SH导波检测方法进行比对,结果表明所提出的SH导波检测方法相比于传统方法对远距离、小缺陷具有更高的灵敏度检测和更好的检测效果。

摘要：高速列车端部的吸能结构在碰撞事故中具有至关重要的作用,为保护乘客提供了最后的安全保障。在一般情况下,吸能结构通过其自身的塑性变形来耗散碰撞冲击能量,然而,这种方式可能导致试验研究的重复性较差,同时,也存在冲击力不稳定性问题,为此,本文提出一种新型金属/碳纤维混合摩擦吸能结构(HFEAS),该结构由轴瓦、防爬装置、预紧螺栓、内管铁、摩擦板和摩擦金属/CFRP管组成。利用MM3000摩擦试验机测定样件摩擦因数,基于试验结果并结合复合材料的损伤特性,建立混合摩擦吸能结构的有限元模型,对有限元模型进行试验验证,研究不同结构参数对其耐撞性的影响。通过采用GRSM方法进行多目标优化,确定该新型摩擦吸能结构撞击力学参数的最优参数配置,并基于试验设计移动最小二乘法建立摩擦管直径D、螺栓预紧力F和钢铁层厚度t关于能量吸收(EA)、比能量吸收(SEA)和初始峰值(PCF)的响应面模型。采用多目标遗传算法对其力学参数进行优化,通过多目标优化的帕累托前沿得到该摩擦吸能结构的最优参数配置。研究结果表明:螺栓预紧力F对HFEAS的影响最大;当F从1 000 N增加到10 000 N时,峰值力增加了7倍,平台力增加了10倍。混合摩擦吸能结构将复合材料的轻量化与摩擦学特性相结合,为吸能结构的改进和发展提供了新的方向。

摘要：密封垫是盾构隧道接缝防水的重点,但现有研究较少探讨其接触行为和接触特性。首先,本文基于薄膜压力传感器,构建了针对盾构隧道接缝处密封垫接触应力的精细化试验框架,探讨了无水压作用和有水压作用2种情形下密封垫接触面精确的力学响应;其次,基于三维管片接缝密封垫压缩数值模型和Hertz接触理论,分别从接触应力三维分布规律和平均接触应力2个方面验证闭合压缩试验的精度,获得了管片接缝密封垫压缩过程中接触面上的空间应力分布规律;最后,开展了接触面有水压作用的渐进渗漏试验,提出了能够表征渐进渗漏过程前后密封垫间接触应力变化的理论渗漏水压的概念,探明了理论渗漏水压沿密封垫宽度方向的变化规律。研究结果表明:密封垫-密封垫接触面的应力沿宽度方向呈波浪式变化,且在宽度方向上的两侧与中间取到较高值;密封垫-密封垫接触面平均接触应力随着微凸体所受载荷增大而呈指数关系递增;理论渗漏水压沿着渗漏方向总体上呈降低趋势,从侧面证实了密封垫表面会对渗漏水产生黏滞阻力的作用,以此产生压力差。

摘要：橡胶密封垫是盾构隧道接缝防水的核心结构,随着盾构隧道直径和设计水压的增大,双道密封垫模式已逐渐成为盾构隧道主流的防水设计方案。为探究双道密封垫相较于单道密封垫防水增强的机理,分别针对无间隙水压作用的常规工况和有间隙水压作用的特殊工况开展双道密封垫防水试验,记录中心腔及内水腔的水压时程曲线,分析得到2种情形下防水增强的主导因素。研究结果表明:在黏滞阻力的作用下,压力水从中心腔流入内水腔产生的压降是常规工况下双道密封垫防水增强的主要影响因素。压缩状态下密封垫的孔隙率越小,黏滞阻力压降效应越显著。通过引入孔隙度影响系数,提出了基于多孔介质渗流理论的黏滞阻力压降效应计算方法,并给出了孔隙率、流体流速、多孔介质平均粒子直径3个关键参数的获取方式。在间隙水压的反作用下,外道密封垫产生附加接触应力是特殊工况下外道密封垫防水增强的主要影响因素。密封垫的压缩程度越大,间隙水压作用下的防水增强效应越显著。借助压密率指标评价密封垫的等效泊松比,提出了间隙水压作用下防水增强能力的计算方法。研究探明了黏滞阻力和间隙水压作用对于双道密封垫的防水增强机理,并给出了2种增强效应的计算方法,为双道密封垫防水设计提供了参考。

摘要：负煤柱工作面采空区弧形底板下方的巷顶沿空掘巷长期惯用架棚被动支护,劳动强度大、成本高、成巷慢,限制了该技术的推广和升级。为此,在大量前人相关研究基础上,以开滦集团唐山矿负煤柱开采实践为背景,采用现场实测、理论分析和数值模拟,重新分析论述了负煤柱巷顶沿空掘巷合理位置及其围岩主动控制原理。结果表明:(1)负煤柱工作面来压强度表现出中部最大、上部次之、下部最小的非对称分布的倾向分区特征,采空区矸石呈现出下部充实、中部充满、上部悬空的非对称堆积形态,下部充实区显著缓解了支承压力影响,为弧形底板创造了良好的应力环境优势。(2)揭示了负煤柱工作面弧形底板下巷顶沿空掘巷内错距离不同时围岩破坏区与弧形底板破坏区的联通规律,巷顶煤体较薄时,巷顶易产生裂隙并不断与其上采空区底板裂隙沟通导致巷道顶板失稳。(3)最佳布巷位置位于上区段弧形底板正下方,既可保留足够顶煤用于锚杆索支护,又可避开上区段采空区左侧应力集中区及应力变化剧烈区。(4)给出了基于自稳隐形拱理论的巷顶沿空掘巷主动支护设计原理,推导了巷顶沿空掘巷的自稳隐形拱表达式,揭示了该自稳隐形拱的非对称特征,最大拱高位于巷道中轴线偏左0.1 m处。研究可为负煤柱沿空掘巷围岩控制提供理论支持和科学依据。

摘要：在全球气候变暖危机和“双碳”战略的大背景下,开发使用木基材料替代传统结构或功能材料,可以大大降低能源消耗,减少碳排放并增加碳封存量,对改善生态环境、实现绿色可持续发展具有重大意义.近年来,为了开发利用木质资源并提升传统木基材料的宏观性能,不少学者通过自上而下的“两步改性”策略实现了木材中从微观尺度到宏观尺度的多尺度结构设计调控,从而赋予了木基材料诸如高强度等不同的宏观性能,为开发设计可持续、绿色低碳的高性能木基材料开辟了新的天地.基于此,文章围绕木基材料中自上而下的多尺度结构设计策略进行了详细综述:首先简要概述了木材天然具备的跨尺度多层级结构,接着综述了微观尺度下木基材料中由纤维素主导的力学行为机制,其次从细胞壁工程的角度回顾了不同微结构调控策略以及得到的具有不同性能的木基材料,随后简要综述了近期木基材料的功能化应用新进展.最后总结了现有木基材料多尺度结构设计方面存在的不足并提出了相应的研究展望.

摘要：运用Abaqus软件建立考虑层间接触关系的单元式无砟轨道分析模型,研究列车荷载与温度梯度共同作用下单元轨道板层间接触关系及轨道板受力。结果表明:在无列车荷载、正温度梯度达85℃·m^(-1)时轨道板呈现4角支承状态,在正温度梯度达90℃·m^(-1)时列车荷载作用于轨道板任何位置均无法使板下脱空完全闭合;无温度梯度时,列车荷载作用的截面处层间支承较为均匀,温度梯度增加会导致层间支承不均匀性增加,逐渐由均匀支承转化为局部支承;局部支承效应会带来轨道板横向弯矩的非线性增加,在大温度梯度下更为明显,90℃·m^(-1)温度梯度时的计算结果与按现有设计规范计算的结果相差77%,现行设计方法偏于不安全,因此在进行单元轨道板受力分析时应考虑局部支承效应。

摘要：飞机液压刹车系统为压力控制系统,采用压力伺服阀将刹车指令转化为对应的输出压力,驱动刹车作动器进行刹车。某型飞机刹车系统遇到压力振荡问题,存在周期性的压力波动,严重影响刹车系统的控制性能。建立飞机液压刹车系统数学模型,开展振动原理分析,提出振动机理为一种含有正反馈的阀-管路系统非线性自激振动。采用龙格库塔法对建立的微分方程数学模型求解计算,得到相轨迹为稳定的极限环,即自激振动。提出增大回油容腔和取消回油反馈两种抑制方法,基于AMESim软件进行仿真分析,并开展了试验验证,证明自激振动理论的正确性和抑制方法的有效性。提出的理论方法,可分析和判别压力伺服阀的自激振动风险,对飞机液压刹车系统设计具有良好的指导意义。

摘要：[目的]围绕打击链的时敏性、重构性和覆盖性等,建模分析其核心逻辑,为提升对抗条件下的海战场作战资源动态管理能力提供模型方法支撑。[方法]首先,将海战场跨域协同作战相关的驱护舰艇、无人机、无人艇等典型的作战平台和要素抽象为探测、处理、决策、打击这4类资源节点,采用有向网络对打击链过程进行建模描述;然后,以最短时延为目标,考虑海战场作战空间广、节点间传输速率低、通信距离受限等约束,建立打击链动态集成优化数学模型,设计防空典型场景,演示打击链的最短时延分析,以及在节点缺失或被袭击时的抗毁重构分析,并定量描述在对抗条件下重组后打击链的最短时延、覆盖扇面指标变化情况;最后,针对乌克兰无人机集群袭击黑海舰队的典型战例,基于打击链模型分析黑海舰队抵抗乌克兰无人机集群袭击的能力。[结果]仿真结果表明,基于模型可生成多条时延最短的打击链,优化每条打击链的责任区域划分,从而形成针对多目标的海上杀伤网;打击链的抗毁重构往往需要付出时延增加、覆盖扇面减小等代价;也可以用于测试不同阵型下的抗饱和攻击能力等。[结论]所做研究验证了采用基于打击链模型分析海战体系的可行性,能够为后续面向杀伤网的未来海上联合作战体系设计等提供理论模型支撑。

摘要：本文提出了一种射流式微通道热沉用以解决高热流密度热点散热问题。以氨为工质,开展流动沸腾实验,研究对比了微通道与驻点区结构对热沉性能的影响。优化所得的“四周针肋+中心多圆锥”热沉在1 mm×6 mm热点区域752 W·cm^(-2)的热负载下,可维持热源加热面温度低于57.1℃,对应热阻0.69 K·W^(-1),压损5.1 k Pa。针对优选热沉开展的串联实验研究表明,上游热沉热负载的改变会导致下游热沉入口干度变化,进而影响其流动换热性能。