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市政道路结构地下管线探测与力学特性数值模拟分析 被引量：1
1
作者 芮勇勤 袁健玮 +1 位作者 金生吉 许立 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第1期106-113,共8页
【目的】随着人口增长和城市化进程的加快,城区规模不断扩大,城市地下工程建设不可避免地与既有运行管线产生交互。地下管线具备给水、雨污水处理、化石能源运输、有线电视信号传输、电能输送等功能,担负着水、电、信息和能量的供给与传... 【目的】随着人口增长和城市化进程的加快,城区规模不断扩大,城市地下工程建设不可避免地与既有运行管线产生交互。地下管线具备给水、雨污水处理、化石能源运输、有线电视信号传输、电能输送等功能,担负着水、电、信息和能量的供给与传输,被称为城市的“神经”和“血管”,更是稳定城市运行的“生命线”。管线的渗漏、破裂甚至引发路面塌陷,不仅严重影响交通,还为城市排水系统埋下重大安全隐患。每年各地需投入大量人力物力用于地下管线的探测与维护。【方法】针对市政道路中地下管线分布、损伤及渗漏的普遍问题,基于探地雷达技术,提出了一种地下管线探测方案。通过探测不同种类管线的数据,结合原理分析、试验和数值模拟验证,研究管线渗漏引发路面沉陷的机理。【结果】该方案基于探地雷达的探测原理,通过图谱特征识别方法获取地下管线的分布、埋深、管径、材质、管线内部介质以及空洞等参数。结合伪彩色电平图、灰色电平图及波形堆积图等信号数据,建立有限元模型,并对管线渗漏特性进行综合分析,从而研究揭示了渗漏发展的趋势及其对道路结构的损伤机理。【结论】研究表明,道路损伤受多因素影响,包括路面车辆荷载、管道内部压力、管道埋深和直径等。通过探地雷达反射图像的逆向分析,结合路面的病害动力固结数值模拟,可评估管线运行状况及受力特征,从而优化管线布置点位和材质,强化管线上部结构设计,加强路基的防沉陷保护,避免工后路面沉降开裂。研究建议通过调整受力点位置、扩大受力面积和避免应力集中,预防路基结构与管线的破损。本文基于探测数据与数值模拟,对比不同种类管线的变形特性,总结管线渗漏的作用规律,为后续地下工程的定向开挖和城市道路灾害的排查提供指导。 展开更多
关键词 市政道路结构 地下管线 地质雷达 探测 道路损伤 渗漏机理 力学特性 数值模拟
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小米椒生物力学特性试验研究
2
作者 张善文 孙永元 +4 位作者 张永吉 戴敏 缪宏 张燕军 高吉成 《农机化研究》 北大核心 2025年第4期151-159,共9页
为了提升小米椒的机械化收获质量和效率,对小米椒的物理及力学特性进行了试验测量。通过测量,小米椒在15天内的含水率为86%~90%,且中部最高、首部次之、尾部最低。通过拉伸试验,确定小米椒断裂时的抗拉强度为0.679 MPa±0.03 MPa。... 为了提升小米椒的机械化收获质量和效率,对小米椒的物理及力学特性进行了试验测量。通过测量,小米椒在15天内的含水率为86%~90%,且中部最高、首部次之、尾部最低。通过拉伸试验,确定小米椒断裂时的抗拉强度为0.679 MPa±0.03 MPa。采用正交旋转组合设计方法,确定了加载速度对抗压强度的影响极显著,小米椒直径对抗压强度的影响显著,加载速度对剪切强度的影响显著。通过轴向压缩和剪切试验,确定了小米椒首部的抗压强度平均值为0.62 MPa,弹性模量平均值为2.72 MPa;中部抗压强度平均值为0.64 MPa,弹性模量平均值为3.17 MPa;尾部抗压强度平均值为0.61 MPa,弹性模量平均值为2.64 MPa,小米椒剪切强度平均值为0.32 MPa。 展开更多
关键词 小米椒 力学特性 物理特性
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冻融循环作用下灰岩和石英岩力学特性及损伤本构模型试验研究
3
作者 刘先峰 王通 +3 位作者 李建国 袁胜洋 侯召旭 张俊 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第1期1-14,共14页
针对季冻区岩体工程中岩石的冻融劣化问题,选取具有代表性的灰岩和石英岩为试验对象,通过冻融循环试验、单轴压缩试验以及SEM扫描电镜试验对岩石的孔隙率、宏-细观破坏特征、力学特性以及能量演化规律进行研究。根据典型岩石的应力-应... 针对季冻区岩体工程中岩石的冻融劣化问题,选取具有代表性的灰岩和石英岩为试验对象,通过冻融循环试验、单轴压缩试验以及SEM扫描电镜试验对岩石的孔隙率、宏-细观破坏特征、力学特性以及能量演化规律进行研究。根据典型岩石的应力-应变曲线,基于Lemaitre平面应变理论和统计理论,将冻融循环作用产生的损伤效应耦合到损伤本构模型中,考虑压密段的影响,根据岩石的损伤本构方程和试验曲线特点分2段拟合本构方程。结果表明:冻融循环作用更易加剧高孔隙率灰岩的风化;随着冻融次数的增加,灰岩和石英岩的抗压强度均服从指数衰减;模型曲线的峰值点与试验曲线的峰值点较为接近,分段损伤本构模型与试验得到的曲线吻合较好,该损伤本构模型以及参数选取是正确可靠的。 展开更多
关键词 岩石工程 冻融循环 力学特性 能量演化 损伤本构模型
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饱和水泥石力学特性及其对水泥环完整性的影响
4
作者 郭辛阳 王晨阳 +2 位作者 张一凡 张洋洋 许玉强 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第2期81-87,共7页
采用单轴和三轴力学实验研究了饱和水泥石在不同围压和循环载荷下的力学特性及不同弹性模量饱和水泥石在不同围压下的力学特性,分析了其对水泥环完整性的影响。实验结果表明,单轴条件下,饱和水泥石与自然含水水泥石力学特性类似;围压条... 采用单轴和三轴力学实验研究了饱和水泥石在不同围压和循环载荷下的力学特性及不同弹性模量饱和水泥石在不同围压下的力学特性,分析了其对水泥环完整性的影响。实验结果表明,单轴条件下,饱和水泥石与自然含水水泥石力学特性类似;围压条件下,饱和水泥石力学特性与有效应力密切相关,随着有效应力的增大,屈服应力增大,抗压强度增加,残余强度增加,塑性变形能力增强,更不易形成微间隙和微裂缝,更有利于水泥环的完整性;单轴和围压条件下,循环载荷越大,单次循环载荷造成的塑性应变越大,相同循环载荷时围压条件下的塑性应变比单轴条件更大。 展开更多
关键词 饱和水泥石 力学特性 循环载荷 完整性
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花生荚果力学特性评鉴及早熟种质筛选
5
作者 迟晓元 毕竞男 +7 位作者 赵健鑫 陈娜 潘丽娟 姜骁 殷祥贞 赵旭红 马俊卿 许静 《作物学报》 北大核心 2025年第4期943-957,共15页
花生荚果的力学特性是花生机械化收获的重要参考指标,早熟品种的筛选是满足市场需求和提高农业生产效益的重要举措。本研究以499份来自世界各地的花生种质资源为材料,对其果柄强度、荚果破壳力和成熟率等指标进行测定和分析。果柄强度... 花生荚果的力学特性是花生机械化收获的重要参考指标,早熟品种的筛选是满足市场需求和提高农业生产效益的重要举措。本研究以499份来自世界各地的花生种质资源为材料,对其果柄强度、荚果破壳力和成熟率等指标进行测定和分析。果柄强度测定结果显示,499份种质材料之间变异广泛(3.55~15.54 N),265份种质的成熟荚果果柄强度(7.13 N)大于未成熟荚果果柄强度(6.99N),38份种质材料的果柄强度在不同成熟度之间存在显著或极显著差异;平均秧-柄脱落力(7.51N)大于果-柄脱落力(7.11N),48份种质材料在秧-柄节点的脱落力显著或极显著高于果-柄节点;荚果侧压破壳力>正压破壳力>立压破壳力,3个方向的荚果破壳力两两之间均存在极显著差异;花生荚果的果柄强度与果-柄脱落力的相关性最大(r=0.99,P<0.01);花生荚果力学特性的13个性状综合成为4个主成分因子,累计贡献率为63.83%;多元回归分析表明,果-柄脱落力、果-柄脱落百分率、荚果层厚度、未熟荚果果柄强度和秧-柄脱落力是影响果柄强度的主要性状;最终筛选出16份荚果力学特性优异、早熟的优异种质资源,为后续培育早熟且适应机械化收获的花生新品种提供参考。 展开更多
关键词 花生 荚果力学特性 果柄强度 荚果破壳力 成熟度
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粗粒土力学特性大型平面应变试验研究
6
作者 姜景山 左永振 +3 位作者 程展林 黄鑫 张超 王志华 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第1期129-135,143,共8页
土石坝填料一般处于平面应变状态,目前填料力学特性研究基本采用大型三轴试验。由于三轴应力状态下中主应力等于小主应力,平面应变状态下大坝填料的力学性能会被低估。为充分认识填料潜能,科学设计和合理评估土石坝,有必要对填料开展平... 土石坝填料一般处于平面应变状态,目前填料力学特性研究基本采用大型三轴试验。由于三轴应力状态下中主应力等于小主应力,平面应变状态下大坝填料的力学性能会被低估。为充分认识填料潜能,科学设计和合理评估土石坝,有必要对填料开展平面应变试验研究。应用大型真三轴仪对填料进行了大型平面应变试验,共开展了4种不同初始干密度的粗粒土平面应变各向等压固结排水剪切试验。结果表明:应力-应变关系主要为应变硬化型,应力曲线呈爬升型,体变表现为剪缩。某一小主应力下,大小主应力之差的最大值随初始干密度的增大呈线性增大;初始干密度一定时,大小主应力之差的最大值与小主应力呈线性关系增大。初始剪切阶段,小主应力一定时,偏应力与球应力之比曲线斜率随初始干密度的增大而增大,随剪切变形的发展,不同初始干密度的应力比曲线逐渐趋于接近。偏应力随球应力的增大单调增加则对应应变硬化型,若偏应力随球应力的增大先增加后减小则对应应变软化型。相同小主应力时,初始弹性模量随初始干密度的增大而增大,近似呈线性关系;某一初始干密度下,初始弹性模量随小主应力的增大基本呈线性关系增大。中主应力系数随大主应力方向应变的增大而增大,曲线形态呈三折线形,初始剪切阶段增长较为缓慢,随剪切变形的增大增长相对加快并呈线性关系增大,如曲线末端下弯为应变硬化型,曲线末端上翘为应变软化型。 展开更多
关键词 粗粒土 大型平面应变试验 力学特性 主应力 偏应力 球应力 大型真三轴仪
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纸力学特性尺寸效应及其理论模型
7
作者 张慧梅 朱峰波 +1 位作者 刘小宇 刘洋 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第6期2284-2292,共9页
纸或纸基材料在使用和服役时对其力学特性有一定要求,但是现有尺寸效应实验和理论说明不同尺寸试样力学特性并不相同,因此明确其力学特性的尺寸效应对于保证其安全非常必要。选用易于获取且强度较高的牛皮纸为研究材料,开展了不同尺寸... 纸或纸基材料在使用和服役时对其力学特性有一定要求,但是现有尺寸效应实验和理论说明不同尺寸试样力学特性并不相同,因此明确其力学特性的尺寸效应对于保证其安全非常必要。选用易于获取且强度较高的牛皮纸为研究材料,开展了不同尺寸试样单轴拉伸试验,确定力学特性及其离散性随试样尺寸的变化规律。分析了不同尺寸牛皮纸受力变形特征和宏微观破坏特征,揭示牛皮纸力学特性尺寸效应内在机理。最后建立了牛皮纸力学特性尺寸效应模型。研究发现:牛皮纸名义拉伸强度和名义峰值应变随尺寸增大先增大后下降,这是因为切断的边缘纤维造成牛皮纸试样边缘承受应力和应变能力较弱,而小尺寸试样中弱化边缘占比较大,导致名义拉伸强度和名义峰值应变呈现上升尺寸效应;大尺寸试样中,弱化边缘占比可以忽略,内部断裂过程区起主导作用,导致名义拉伸强度和名义峰值应变呈下降尺寸效应。建立的边缘-内部断裂过程区尺寸效应模型能较好地描述牛皮纸名义拉伸强度和名义峰值应变的尺寸效应,但是其不能体现名义拉伸强度和名义峰值应变上升尺寸效应阶段的非线性特征。 展开更多
关键词 纸 力学特性 尺寸效应 弱化边缘 理论模型
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木质素磺酸钙对分散土水力-力学特性影响
8
作者 张晓飞 李佳超 +2 位作者 陈新炜 邓红艳 周红波 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第2期170-177,201,共9页
传统的土壤改性剂(如石灰、水泥、石膏和粉煤灰等)对土壤水力-力学特性有一定的改善,但对环境有一定的破坏作用.以一种生物环境友好型材料—木质素磺酸钙(以下简称木素)作为改性剂,开展了针孔试验、碎块试验、钠离子交换百分比试验、界... 传统的土壤改性剂(如石灰、水泥、石膏和粉煤灰等)对土壤水力-力学特性有一定的改善,但对环境有一定的破坏作用.以一种生物环境友好型材料—木质素磺酸钙(以下简称木素)作为改性剂,开展了针孔试验、碎块试验、钠离子交换百分比试验、界限含水率试验、无侧限抗压强度试验、直接剪切试验、渗透试验和核磁孔隙度试验,研究了木素掺量、干密度、含水率对天然分散土的分散性和水力-力学特性的影响.结果表明:木素掺量为3%和4%时,改性土样呈非分散性,且干密度越大,分散性越差;随着木素的掺入,土样的液限、塑限、塑性指数降低;木素掺量为2%,对土样的无侧限抗压强度、抗剪强度及渗透性改善效果最好,而木素掺量过大时,土样的水力-力学特性变差;T_(2)谱呈现双峰结构,随着木素掺量的增加,主峰逐渐向右移动,土样的小孔隙孔径变大,大孔径孔隙数量增多. 展开更多
关键词 分散性土 木质素磺酸钙 改性土 水力-力学特性 孔隙演化特征
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氢气循环泵的转子动力学特性分析
9
作者 高源 林梦竹 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期107-114,共8页
基于ANSYS构建了用于燃料电池汽车氢气供应系统的氢气循环泵(罗茨泵)转子系统的模型,通过对转子系统的模态分析,得到了独立转子系统和双转子系统的前六阶固有振型和固有频率。在模态分析的基础上分析了转子系统的谐响应特性,获得了齿轮... 基于ANSYS构建了用于燃料电池汽车氢气供应系统的氢气循环泵(罗茨泵)转子系统的模型,通过对转子系统的模态分析,得到了独立转子系统和双转子系统的前六阶固有振型和固有频率。在模态分析的基础上分析了转子系统的谐响应特性,获得了齿轮、叶轮边缘两个部位的谐响应特性曲线。结果表明:轴端、转子叶轮等结构振动变形量较大,在接近前三阶固有频率(960Hz左右)时转子系统振动响应幅值最大,双转子耦合系统相对于单独转子系统会出现更加复杂的振型,转子叶轮对不平衡量的响应更显著。研究将为氢气循环泵转子系统的设计制造和振动特性预估提供积极的参考作用,并为氢气循环泵动力学特性的研究奠定基础。 展开更多
关键词 罗茨泵 转子系统 动力学特性 模态分析 谐响应分析
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不同冲击荷载作用下风积砂混凝土动力学特性及能量耗散规律研究
10
作者 张慧梅 王丹 陈世官 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第2期210-218,共9页
为探讨风积砂混凝土单次及循环冲击荷载作用下动力学特性及能量耗散规律,本文通过分离式霍普金森压杆装置,对风积砂混凝土试件进行动力学试验,探究单次、循环冲击作用下的宏观破坏模式、动力学特性和能量耗散特征。结果表明:单次冲击作... 为探讨风积砂混凝土单次及循环冲击荷载作用下动力学特性及能量耗散规律,本文通过分离式霍普金森压杆装置,对风积砂混凝土试件进行动力学试验,探究单次、循环冲击作用下的宏观破坏模式、动力学特性和能量耗散特征。结果表明:单次冲击作用下,随着冲击气压的增大,试件破碎程度越高,块度粒径越小,峰值应力及峰值应变均增大,并表现出明显的应变率相关性,试件强度增大,单位体积吸收能增大,能量吸收率则减小。循环冲击作用下,试件发生破坏所需的冲击次数随冲击气压的增大而减小,恒定气压下,随着冲击次数增加,试件破碎块度由大粒径向中、小粒径过渡,峰值应力正相关,峰值应变负相关,单位体积吸收能及能量吸收率呈总体下降趋势。风积砂影响混凝土抗冲击性能,原因在于其减少孔隙体积及分布,达到消耗冲击能量,减小结构冲击响应的作用。同时,改变了颗粒级配及混凝土密实度,改善了界面过渡区结构,最终达到增强混凝土抗冲击性能的作用。 展开更多
关键词 风积砂混凝土 分离式霍普金森压杆 循环冲击 破坏模式 应变率 动态增长因子 动力学特性 能量耗散
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航空齿轮传动系统不对中异常状态下的动力学特性分析
11
作者 栾孝驰 吴承静 +2 位作者 沙云东 张引 王胜红 《燃气涡轮试验与研究》 2025年第1期66-78,共13页
针对航空发动机齿轮传动系统装配不对中引起的疲劳断裂问题,采用Hertz接触理论和瞬态动力学分析方法,考虑齿轮轴线平行不对中异常装配状态,建立了直齿轮副瞬态动力学分析模型,研究了该齿轮副的时变啮合刚度和齿面接触应力的变化规律。... 针对航空发动机齿轮传动系统装配不对中引起的疲劳断裂问题,采用Hertz接触理论和瞬态动力学分析方法,考虑齿轮轴线平行不对中异常装配状态,建立了直齿轮副瞬态动力学分析模型,研究了该齿轮副的时变啮合刚度和齿面接触应力的变化规律。结果表明:随着双齿−单齿啮合的周期性变化,时变啮合刚度也呈现出周期性变化;时变啮合刚度在双齿啮合时减小,在单齿啮合时增大,且最大啮合刚度呈现出随着齿轮平行不对中角度增大而增大的规律。齿轮轴线平行角度影响齿面接触应力和轴向振动位移响应,由于不对中角度增大,齿轮啮合印痕逐渐向下偏移,齿面接触应力增大明显,且齿根处出现应力集中现象。不对中角度由0.25°增大至1.00°时,齿面平均接触应力值由100 MPa增大至550 MPa。轴向振动位移幅值随不对中角度增大而增大,最大总位移量达到3.161 mm;随着不对中角度的增大,齿轮齿根处载荷增大,且齿根载荷的增大在频谱图上表现为转频幅值的增大。研究方法和分析结果可为航空齿轮传动系统装配异常状态的仿真分析提供一定参考。 展开更多
关键词 航空发动机 齿轮传动系统 平行不对中 动力学特性 啮合刚度 接触应力
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黄精须根剪切力学特性试验研究
12
作者 郭宇辉 邓勇杰 +4 位作者 胡淑芬 赖曲芳 刘木华 邓吉 李长江 《江西农业大学学报》 北大核心 2025年第1期193-204,共12页
【目的】针对新鲜黄精须根繁多、韧性大难以去除的问题,提出一种结合干燥工艺去除须根的新方法,通过对黄精进行干燥处理,使黄精须根失水变脆,在剪切作用下,实现黄精须根的去除。通过研究黄精在不同取样部位、不同含水率和加载速率条件... 【目的】针对新鲜黄精须根繁多、韧性大难以去除的问题,提出一种结合干燥工艺去除须根的新方法,通过对黄精进行干燥处理,使黄精须根失水变脆,在剪切作用下,实现黄精须根的去除。通过研究黄精在不同取样部位、不同含水率和加载速率条件下其须根的剪切力学特性,可为黄精须根机械化去除提供数据参考。【方法】以4年生多花黄精为试验对象,根据黄精不同取样部位进行分组,分为上表面须根组和下表面须根组共2个试验组,并测量上、下表面须根的初始直径;再通过干燥获得不同含水率的黄精,对这些黄精的含水率和须根直径进行测量,并设置质构仪的加载速率,对须根进行剪切力学特性试验。【结果】获得黄精须根剪切试验的载荷-位移曲线,该载荷-位移曲线分为4个阶段:剪切力近似线性增长阶段、剪切力振荡波动阶段、剪切力近似指数增长阶段、剪切力急速下降阶段。试验条件下,剪切力范围为1.39~44.37N,剪切强度范围为0.63~20.41MPa。黄精须根的剪切强度受取样部位和含水率影响显著(P<0.01);加载速率对黄精须根剪切强度无显著影响(P>0.05);各因素对黄精须根剪切强度影响的主次顺序依次为:含水率、取样部位和加载速率。【结论】当黄精须根含水率为(4.08±2)%时,须根的剪切力和剪切强度最小,剪切力均值为3.16N,剪切强度均值为0.83MPa,此时最适宜进行黄精须根去除。研究结果可为黄精须根机械化去除和参数选取提供理论和数据支撑,为黄精脱须工艺的优化提供参考。 展开更多
关键词 黄精 须根 力学特性 剪切试验
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不同冷却方式下高温混凝土的动态力学特性
13
作者 吴栩霆 王振 +2 位作者 周航 张国凯 李硕标 《爆炸与冲击》 EI CAS 北大核心 2025年第1期1-15,共15页
为了研究高温混凝土在不同冷却方式下的动态力学特性,通过φ74 mm大口径分离式霍普金森压杆对不同冷却方式处理下不同温度的C30圆柱形混凝土试样进行了动态力学性能试验,得到了其在热、水、力联合作用下的力学特性,探究了冷却方式、温... 为了研究高温混凝土在不同冷却方式下的动态力学特性,通过φ74 mm大口径分离式霍普金森压杆对不同冷却方式处理下不同温度的C30圆柱形混凝土试样进行了动态力学性能试验,得到了其在热、水、力联合作用下的力学特性,探究了冷却方式、温度和加载条件对平均应变率的影响,重点分析了高温混凝土在不同方式冷却后的动态应力-应变曲线,以及冷却方式、温度和加载速率对其破碎形态、动态抗压强度、弹性模量、峰值应变及一系列动态效应的影响。结果表明:水冷混凝土试样的平均应变率受温度的影响更明显,不同冷却方式下加载速度与平均应变率近似呈线性关系;当温度达到400℃及以上时,试样颜色发生明显改变,相同温度下,水冷试样比自然冷却试样的颜色更深,出现更多细微裂纹,骨料形态破坏更严重;不同冷却方式下混凝土的动态抗压强度均与加载速度成正比,与加热温度成反比;水冷混凝土试样的弹性模量损伤系数低于自然冷却试样;高温混凝土试样的峰值应变与加热温度成正比,与加载速度成反比,且水冷混凝土试样的峰值应变相对值要高于自然冷却试样;混凝土的动载荷增加因子与温度及加载速度均成正比,且温度越高,混凝土的应变率效应越明显;当温度在200℃时,混凝土耗能系数出现反弹现象。 展开更多
关键词 冷却方式 冲击 高温混凝土 分离式霍普金森压杆 动态力学特性 破坏形态
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杏鲍菇形态及力学特性试验研究
14
作者 沈一阳 方兵 +3 位作者 黄俊炜 刘永强 叶大鹏 谢立敏 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第2期147-152,共6页
针对目前缺乏杏鲍菇的物理特征参数,测定杏鲍菇形态特征并开展力学特性试验。利用三维激光扫描仪获取杏鲍菇的三维模型,分析该模型并得到形态特征参数;采用质构仪开展杏鲍菇的压缩、剪切以及弯曲试验,得到杏鲍菇在不同加载速度下头部、... 针对目前缺乏杏鲍菇的物理特征参数,测定杏鲍菇形态特征并开展力学特性试验。利用三维激光扫描仪获取杏鲍菇的三维模型,分析该模型并得到形态特征参数;采用质构仪开展杏鲍菇的压缩、剪切以及弯曲试验,得到杏鲍菇在不同加载速度下头部、中部与尾部的弹性模量、抗压强度与剪切强度以及整根的抗弯强度与弯曲弹性模量。结果表明:杏鲍菇的形态呈现两头宽中间窄,体积表型变异系数为38.06%,表明不同杏鲍菇的形态差异较为显著;在不同加载速度下,杏鲍菇中部的抗压强度以及弹性模型高于头部与尾部,而剪切强度介于头部与尾部之间,抗弯强度及弯曲弹性模量分别约为0.2 MPa与0.069 MPa。为后续杏鲍菇抓取末端执行器提供理论指导。 展开更多
关键词 杏鲍菇 三维重建 形态特征 力学特性 表型变异系数
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离子液体氢气压缩机整机系统动力学特性仿真分析
15
作者 曲殿君 魏双会 +2 位作者 张鑫 赵强 王增丽 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第2期201-210,共10页
针对离子液体氢气压缩机中,液压驱动和氢气增压复杂耦合引起的整机系统动力平衡困难以及振动噪声问题,基于SimulationX设计构建了三级离子液体氢气压缩机的多系统耦合动力学分析模型,对氢气增压系统和液压驱动系统的瞬态动力学特性开展... 针对离子液体氢气压缩机中,液压驱动和氢气增压复杂耦合引起的整机系统动力平衡困难以及振动噪声问题,基于SimulationX设计构建了三级离子液体氢气压缩机的多系统耦合动力学分析模型,对氢气增压系统和液压驱动系统的瞬态动力学特性开展研究。通过多周期仿真,得到液压油和氢气作用下活塞启动阶段和稳定运行阶段的动力学特性;计算曲轴切向和法向合力,分析各级活塞力对曲轴不平衡性的影响;在变工况条件下运行系统,研究不同进气压力下电机的转速不均匀系数。计算结果表明:气阀开度的频繁变化和液压油的可压缩性会引起压缩活塞速度波动,活塞在上、下止点处会发生合外力突变,减小二级活塞力可有效提高曲轴平衡性;在进气压力由30 bar下降到15 bar过程中,各工况下电机转速不均匀系数均小于1%,且压力变化会导致系统运行不稳定,从而影响系统耗能。研究结果可为离子液体氢气压缩机的设计优化提供参考。 展开更多
关键词 氢气压缩机 氢气增压系统 液压驱动系统 多系统耦合 瞬态动力学特性
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冰-水耦合作用下流冰对闸墩的撞击破坏力学特性响应
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作者 司才龙 贾治元 贡力 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第7期2943-2950,共8页
西北寒冷地区长距离输调水工程冬季输水过程中渠道及河道中修建的闸墩等水工建筑物经常受到流冰的撞击破坏影响,为保障冬季输水的稳定性及安全性,需进行冰水耦合作用下流冰对闸墩的撞击破坏力学特性响应研究。应用ANSYS/LS-DYNA有限元软... 西北寒冷地区长距离输调水工程冬季输水过程中渠道及河道中修建的闸墩等水工建筑物经常受到流冰的撞击破坏影响,为保障冬季输水的稳定性及安全性,需进行冰水耦合作用下流冰对闸墩的撞击破坏力学特性响应研究。应用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,基于任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrangian-Eulerian, ALE)流固耦合方法建立了冰-水耦合作用下流冰撞击闸墩的精细化有限元模型,并通过相关规范对流冰撞击力进行对比,验证了冰材料数值模型的准确性及有效性。以冰-水耦合模型、附加质量模型、无流体模型和流冰特性(流冰速度、流冰压缩强度)为变量,探究流冰对闸墩的力学特性响应规律。研究结果表明:流冰对闸墩的撞击破坏影响主要集中在流冰-闸墩碰撞接触区域,且水介质的黏滞作用显著降低了流冰对闸墩的损伤破坏;对于不同模型碰撞工况下流冰撞击时的闸墩力学特性,附加质量模型计算得到的撞击力和x方向位移峰值最大,无流体模型次之,流固耦合模型最小,表明附加质量模型进行仿真计算更有利于结构设计,而流固耦合模型能更真实模拟流冰-闸墩相互作用进程。流冰撞击力峰值和均值均随着流冰速度及压缩强度的增大而增大,表明流冰速度和流冰压缩强度对撞击力的影响不容忽视。因此,在实际工程中可设置拦冰索等措施以降低流冰撞击力确保结构安全。 展开更多
关键词 数值模拟 流固耦合 力学特性 撞击力 水介质
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粉质砂岩地质下双线供水管道力学特性研究
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作者 夏进喜 聂俊坤 +3 位作者 陈连映 马文涛 徐存东 韩文浩 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第2期219-226,共8页
粉质砂岩材质较为软弱,容易导致运行期双线管道出现破坏。为探究填筑厚度及内水压力对供水管道稳定性的影响,选取太阳山供水工程典型管道断面为研究对象,采用数值仿真法,建立“双线管道-人工填土-地基”为一体的三维有限元模型,研究不... 粉质砂岩材质较为软弱,容易导致运行期双线管道出现破坏。为探究填筑厚度及内水压力对供水管道稳定性的影响,选取太阳山供水工程典型管道断面为研究对象,采用数值仿真法,建立“双线管道-人工填土-地基”为一体的三维有限元模型,研究不同单层填筑厚度、内水压力对双线管道力学性能的影响。研究结果表明:随着土体填筑次数的增加和单层填筑厚度的增加,双线管道竖向位移逐渐增加,最大值为12.24 mm;单层填筑厚度增大,双线管道竖向位移增加速率较大;随着土体填筑次数的增加,双线管道拉、压应力均逐渐增大,最大值分别为0.148、0.568 MPa,土体填筑次数相同时,管片拉、压应力均随着单层填筑厚度增大而增加;内水压力为0.6 MPa时,左右线管道内、外侧环向变形、拉、压应力变化趋势基本一致,外侧应力小于内侧应力,其中拉应力分别减小了25%、20.1%,压应力分别减小了16%、18.2%;在土压力+内水压力共同作用下,内水压力增加,双线管道变形、压应力呈先减小后增加的趋势、拉应力逐渐增加。研究成果可为类似供水管道工程提供理论参考和依据。 展开更多
关键词 供水管道 数值模拟 填筑厚度 内水压力 力学特性
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三轴应力条件下温度循环变化对大足石刻砂岩力学特性的影响
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作者 蒋思维 王成龙 +3 位作者 刘东升 郭亚琛 仉文岗 陈卉丽 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第2期39-48,共10页
由于长期受冷热交替作用的影响,石窟寺岩体力学特性随之发生变化,给石窟寺的保护利用工作造成影响。以重庆大足石刻石窟砂岩为研究对象,通过三轴压缩试验对大足石刻砂岩的力学特性进行研究,温度变化过程设计为高温(60℃)、常温(25℃)、... 由于长期受冷热交替作用的影响,石窟寺岩体力学特性随之发生变化,给石窟寺的保护利用工作造成影响。以重庆大足石刻石窟砂岩为研究对象,通过三轴压缩试验对大足石刻砂岩的力学特性进行研究,温度变化过程设计为高温(60℃)、常温(25℃)、低温(0℃),并设置不同冷热循环次数(5、10次)、不同高温和低温持续时间(2、4 h)、不同冷却方式(自然冷却和水冷却)等多种试验工况,以分析不同温度变化对大足石刻砂岩的峰值应力和应变、弹性模量、内摩擦角、黏聚力和破坏形态的影响。结果表明:经过冷热循环作用后,砂岩的力学性能发生劣化,强度、弹性模量、黏聚力和内摩擦角不同程度减小;砂岩的峰值应变增加;三轴压缩的破坏形式以单剪切面的剪切破坏为主,经过冷热循环后,破坏变复杂,出现“Y”型共轭剪切破坏;围压可以改善力学性能,增加岩样强度和弹性模量。 展开更多
关键词 石窟砂岩 温度影响 三轴压缩 力学特性 破坏形态
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莴笋物理及力学特性试验研究
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作者 黎梦婷 史志明 +2 位作者 陈贤 曹亮 雷凤芸 《南方农机》 2025年第4期121-126,共6页
【目的】探索莴笋物理特性参数及力学特性,预测莴笋收获机在收获时对莴笋的机械损伤,同时为后续莴笋收获机控制系统的设计奠定基础。【方法】以冬季种植的莴笋茎秆为实验对象,通过统计分析确定了莴笋茎秆不同部位的物理特性参数并建立... 【目的】探索莴笋物理特性参数及力学特性,预测莴笋收获机在收获时对莴笋的机械损伤,同时为后续莴笋收获机控制系统的设计奠定基础。【方法】以冬季种植的莴笋茎秆为实验对象,通过统计分析确定了莴笋茎秆不同部位的物理特性参数并建立了莴笋茎秆的几何模型,选取加载速度、压头直径、取样部位为试验因素,借助Design Expert 11.0软件进行多元回归拟合,采用中心组合试验设计方法探究3个因素对莴笋茎秆不同部位抗压强度的影响以及加载速度、取样部位2个因素对剪切强度的影响,最终得出莴笋弹性模量、抗压强度、剪切强度等力学特性参数,为后续莴笋三维建模仿真提供依据。【结果】1)3个因素对弯曲角度影响的主次顺序为:取样部位>压头直径>加载速度;2)莴笋茎秆的剪切强度随着加载速度的增大而减小,莴笋下部剪切强度>中部剪切强度>上部剪切强度;3)莴笋收获机剪切装置的最小剪切力应为401.33 N、最小剪切强度应为0.213 MPa。【结论】研发莴笋收获机实现机械自动化收获莴笋是未来发展的必然趋势。本研究可为研发莴笋收获机械提供基础数据及理论依据,对加快莴笋收获机械的研发具有重要现实意义。 展开更多
关键词 力学特性 物理特性 抗压强度 剪切强度 莴笋收获机
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作物根土复合体力学特性研究现状
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作者 车海龙 周华 +3 位作者 张银平 宋心宇 王丽娟 封伟祎 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第2期295-301,310,共8页
作物根土复合体的复杂结构导致其力学特性不同于单一材料,为优化农机具结构、提升耕整地质量,对根土复合体的力学特性进行研究是非常有必要的。介绍作物根土复合体在农业生产中展现出独特的抗剪特性、抗拉特性、摩擦特性及挤压振动力学... 作物根土复合体的复杂结构导致其力学特性不同于单一材料,为优化农机具结构、提升耕整地质量,对根土复合体的力学特性进行研究是非常有必要的。介绍作物根土复合体在农业生产中展现出独特的抗剪特性、抗拉特性、摩擦特性及挤压振动力学特性等。根据玉米、山药、水稻等作物根土复合体的结构特点及物理特性,研究作物根土复合体常用的方法如实验室测试、数值模拟等,并分析其优缺点。掌握当前根土复合体力学特性和相应离散元模型的研究现状。为推动农业机械的改进与推广应用,提出以下建议:首先,多角度分析作物根土复合体的力学特性,以获取更全面准确的数据;其次,加强不同试验方法的交叉融合研究,提高研究效率与准确性;最后,加大专用机具的研发支持力度,推动农业机械化水平的提升。 展开更多
关键词 作物 根土复合体 力学特性 抗剪强度 离散元模型
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