摘要：华北型煤田下组煤资源受奥陶系中统厚层灰岩或太原组薄层灰岩等承压含水层突水威胁严重,现阶段利用水平定向钻对含水层进行超前区域注浆改造是消除底板突水威胁、解放煤炭资源的重要手段。但由于底板岩溶裂隙含水层水平注浆孔浆液扩散规律不清,注浆设计和工程实践中的关键注浆参数确定缺少理论依据,无法有效把控注浆过程、保证注浆效果,因此综合采用室内试验、理论推导、数值分析、对比验证和数值模拟等手段研究构建了倾斜裂隙水平注浆孔牛顿流体和黏时变性流体浆液扩散模型,通过模型试验和数值模拟计算进行了对比验证,计算分析了不同因素下倾斜裂隙浆液扩散迹线和扩散距离变化规律。研究结果:理论计算得到的浆液扩散形态和倾角的影响特征与倾斜裂隙浆液扩散物理模型试验结果和数值模拟计算结果具有一致性;岩溶含水层单裂隙中不同注浆压力、裂隙倾角(不包括0°)、裂隙开度和浆液水灰比下中浆液扩散形态为沿中心垂线对称的近似椭圆形态,上方裂隙中部迹线呈现微凹特征分布,浆液扩散距离最大值和最小值分别出现在方位角180°和0°位置。下方裂隙浆液扩散迹线范围的增加幅度大于上方裂隙;浆液扩散迹线范围在下方裂隙和上方裂隙中随裂隙倾角增加分别增大和减小;相同条件下,水平注浆孔上方裂隙中的浆液扩散距离大于下方裂隙中的,且在宽张裂隙尺度下差距呈现倍数增加特征。

摘要：通过钢筋与混凝土拉式粘结试验,测试了高强度带肋钢筋与不同强度等级混凝土的粘结强度,分析了带肋钢筋与混凝土的粘结受力机理;采用双线性软化本构对开裂区的软化行为进行描述,建立了综合考虑开裂区及未开裂区混凝土影响的粘结强度理论计算模型;研究了开裂区不同径向位移分布对计算结果的影响,并将计算结果与试验结果进行对比,验证了计算模型的有效性。结果表明:模型采用基于等效弹性假设的开裂区径向位移分布时,计算值与试验值最为吻合,但却过高的估计了低强度混凝土试件的粘结强度;为确保有足够的安全储备,建议采用弹性假设作为开裂区混凝土径向位移分布。

摘要：高熵合金被定义为含有4种或4种以上主要元素的合金,主要元素的原子分数大于5%且不超过35%,具有高强度、高耐磨性、高耐腐蚀性等优异的性能。难熔高熵合金是基于难熔元素的高熵合金而设计开发的一种新型高温合金,其在航空航天、石油化工等领域具有广阔的应用前景,有望取代传统的高温合金。本文综述了难熔高熵合金一般是从元素选择和添加微量的元素等方面进行成分设计,其相组成有单相组织和双相组织等结构,研究了难熔高熵合金的制备方法和性能特点,并且在文章最后指出了难熔高熵合金目前所面临的问题与挑战。希望通过本文综述,可以为科研工作者在难熔高熵合金的组分设计,微观组织调控以及性能开发等方面提供有价值的参考。

摘要：星敏感器安装误差是制约SINS/CNS导航精度的主要因素之一,有必要在使用前对其进行标定,特别是小视场星敏感器无法根据单幅星图得到姿态信息。文中提出了一种SINS/CNS组合导航系统的快速高精度标定方法,利用惯导输出的姿态、速度以及星敏感器测量的矢量信息构造量测,建立卡尔曼滤波模型,实现安装误差和惯性器件常值误差的地面标定。通过全局可观测性分析,详细给出了系统在不同的姿态和观测星点的情况下的可观测性并进行了验证。仿真结果证明:至少需要进行两个轴向的转动、三次观星且需避免将星点位于星敏测量原点,才能高精度估计出星敏感器三轴安装误差,而对于大视场星敏感器来说部分惯组姿态不利于提高系统可观测度,该方法对姿态和星敏感器安装误差的估计精度均在0.5″内,陀螺和加速度计的常值误差分别小于0.000 7 (°)/h和0.3μg,无需精密的外部设备和人工参考即可实现高精度标定,对SINS/CNS组合导航系统的观星方案设计有一定意义。

摘要：针对我国井工煤矿辅助运输车辆行车振动突出的现实,面向矿井窄轨及无轨两类辅助运输系统,围绕行车线路的平顺性及车辆自身特性,分析了辅助运输车辆行驶过程中的主要致振因素;概述了窄轨及无轨两类辅助运输车辆振动及其控制技术的研究进展,以及减振装置的开发与应用现状;在此基础上剖析了当前矿井辅助运输车辆振动与控制研究存在的不足。由此提出,面向矿井辅助运输高速、重载的发展方向,将窄轨(无轨)辅助运输车辆与矿井轨道(道路)分别纳入对应的车-路耦合动力系统,通过相应的理论与试验研究,阐明各类辅助运输车辆与对应线路之间的耦合振动规律及其相互影响,为抑制矿井辅助运输系统的振动病害,促进矿井辅助运输车辆安全、平稳行驶提供有效的理论依据,并且为高性能减振装置的开发,为辅助运输车辆运行安全性的评价,为矿井轨道(道路)的工程设计提供必要的理论基础;并且提出,面向高性能矿井辅助运输车辆的开发,将矿井辅助运输系统的车-路耦合动力学研究与辅助运输车辆的声-振耦合研究、刚-弹耦合研究融合,揭示车辆行驶过程中噪声形成的机制,及其关键承载部件的载荷与变形特性,为辅助运输车辆的噪声控制,整车结构优化设计与轻量化设计,以及关键零部件的可靠性设计提供必要的理论依据。

摘要：在液态金属快堆螺旋管蒸汽发生器中,存在一个普遍问题,其一次侧的进、出口温差大幅升高,二次侧出口蒸汽过热度显著增大,这给其设计及运行带来了挑战。基于离散网格法建立了液态金属快堆螺旋管蒸汽发生器热工水力分析模型。模型对整个一、二次侧回路进行网格划分,采用漂移流模型计算二次侧水-水蒸汽的流动与传热,并在一次侧计算中采用液态金属物性与流动传热关联式;采用内节点法对壁面划分网格,考虑两侧流体与管壁间的对流换热以及壁面导热。基于实验数据验证模型可靠性。以铅铋快堆为例,研究不同入口条件下蒸汽发生器的热工水力特性。研究发现一、二次侧之间的壁面热流密度沿程分布极为不均匀,且热流密度峰值极高。算例中壁面热流密度最大值达到1361 kW/m^(2),最大值与最小值间相差数十倍到数百倍。随着一次侧入口铅铋温度以及铅铋流速的增加,二次侧过冷水区及两相区长度明显缩短,过热蒸汽区长度明显增大;同时,壁面热流密度峰值向螺旋管入口方向移动,二次侧工质压降明显增大。

摘要：设计离心泵全流道可视化试验装置,结合高速摄像技术研究泡状入流条件下离心泵的喘振特性,揭示叶轮内气液相分布与泵喘振的关联机制,分析入口体积含气率、液相流量和转速对泵喘振特性的影响,并基于研究对象和试验结果,对比几个典型泵喘振临界体积含气率预测关联式。结果表明,离心泵的喘振主要受泵内气液两相分布影响,当叶轮内流型由气囊流转变为分离流时,泵发生喘振现象;入口体积含气率增加直接导致泵发生喘振,入口体积含气率的变化影响叶轮内流型,进而影响泵的性能;离心泵喘振条件下,通过合理调节液相流量来改变泵内流型,可以减轻泵的喘振;增加转速可以延缓叶轮内气液分离,推迟泵喘振现象发生,增加泵的携气能力,进而改善泵的性能。已有的喘振预测模型获得的临界体积含气率与试验结果相比尚存在一定的偏差,目前仍然缺乏针对蜗壳式离心泵的喘振预测模型。

摘要：针对电动公交车运营期碳足迹难以监测的难题,本文设计了一种以实车行驶工况为基础的电动公交车碳排放折算量估计方法。以西安市主城区的609路和新建城区的362路公交车为研究对象,基于实车行驶轨迹数据提出一种面向城市电动公交运营线路的本地化驾驶工况构建方案。首先,引入T-SNE非线性机器学习算法进行数据降维,使用Birch聚类方法进行分类;然后,根据相似度最高原则和各类别比例关系构建两条线路的电动公交车运行工况。在Cruise仿真环境进行百公里耗电量计算,并折算得到碳排放量。结果表明:609路和362路同车型电动公交车百公里能耗分别为121.71 kW·h和144.46 kW·h,差异较为明显,证明了分线路进行驾驶工况构建的必要性;基于本文提出的估计方法计算了两条公交线电动公交车组在2019年11月的碳足迹,分别为114.099 t和117.863 t。提出的电动公交运营期碳足迹测算方法有助于推行城市交通碳排放监测与管理。

摘要：电力电子变压器中高频变压器须承受高频非正弦与高温的复杂应力。随着SiC等大功率半导体器件的使用,高频变压器中非正弦方波电压上升与下降沿出现陡脉冲应力,其dv/dt大于10 kV/μs,给高频变压器绝缘可靠性带来巨大挑战。高dv/dt包含大量高频谐波,从而导致绝缘介质损耗明显增加;高频、高dv/dt下绝缘遭受累积性冲击电应力,导致局部电场畸变,引发绝缘局部放电与损伤。该文围绕dv/dt对高频变压器绝缘介质损耗与冲击能量积聚的影响展开研究。采用阶跃响应函数模拟高dv/dt脉冲电压,结合绝缘介质损耗分解与计算,提出了dv/dt与方波电压叠加下绝缘介质损耗的计算方法。结果表明,绝缘介质损耗随dv/dt的增大而增加,绝缘热效应明显增加。根据绝缘在方波交变电场下能量储存和释放特性,分析了高dv/dt下绝缘能量积聚密度pd。采用有限元仿真分析10 kW、10 kHz、1000 V/750 V高频变压器绝缘电场、位移电流与冲击能量密度。结果发现,pd随着dv/dt增加而增大。结合介质损耗计算,研究指出在方波电压高dv/dt处(电压极性反转时),绝缘遭受累积电-热冲击应力,造成绝缘损伤。研究结果为大容量高频变压器绝缘失效与设计提供指导。

摘要：黄土丘陵区易发生震陷型边坡失稳。通过动力离心模型试验和有限差分非线性动力分析方法研究地震时黄土边坡的动力响应及变形机制,探究了地震作用下概化黄土边坡的加速度及位移响应,提出了基于动单剪试验条件下黄土震陷系数经验公式及黄土场地震陷量估算方法,并应用于黄土边坡震陷变形计算。结果表明:黄土边坡对地震荷载具有放大效应,加速度放大系数沿高程呈非线性增大,且坡面动力放大效应大于坡体内部;边坡的震陷量与土层厚度关系密切,土层震陷系数随高程呈对数式增加;地震作用下黄土边坡的破坏形式是水平滑移变形与竖向震陷变形双向耦合的结果,震陷变形表现显著,边坡向临空面滑动,坡顶张拉裂隙和坡面错位裂隙大量发育,震陷沉降不均导致坡面形成错位阶梯。