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科学技术与工程 2016年第28期杂志 文档列表

科学技术与工程杂志论文

不同角度裂纹缺陷对材料动态断裂行为的影响1-5

摘要：采用新型数字激光动态焦散线试验系统,对含相互垂直和相互共线两种裂纹缺陷介质在冲击载荷作用下的动态断裂行为进行了研究。结果表明：在动态冲击载荷的作用下,边裂纹缺陷处应力集中程度远大于试件的内部裂纹缺陷处应力集中程度;当裂纹从垂直内部裂纹缺陷的端部再次起裂时,表现为Ⅰ/Ⅱ复合型断裂;起裂后,裂纹的断裂模式很快由Ⅰ/Ⅱ复合型向Ⅰ型转化;而对于内部共线裂纹缺陷而言,裂纹的起裂和扩展始终表现为Ⅰ型断裂形式。当内部裂纹缺陷垂直于边裂纹时,内部垂直裂纹缺陷对边裂纹扩展的裂纹尖端的应力强度因子和裂纹扩展速度均有抑制作用;且当裂纹再次从内部垂直裂纹缺陷处起裂后,裂纹的扩展速度和应力强度因子也较共线裂纹缺陷时的高;裂纹扩展速度与裂纹尖端的动态应力强度因子呈正相关性。

层状结构Ⅰ型裂纹尖端场的焦散线实验研究6-11

摘要：为研究岩层断裂行为,利用透射式静态焦散线实验系统,采用铝-环氧树脂层状试件模拟岩层结构,进行了静态三点弯曲实验。通过观察和测量不同试件以及在不同加载条件下裂纹尖端焦散斑特征尺寸的大小,分析了铝-环氧树脂层状结构Ⅰ型裂纹尖端静态断裂行为特性,并与ABAQUS数值模拟的结果较好地吻合。实验结果表明：1相同加载力F下,裂纹尖端Ⅰ型焦散斑特征尺寸D及应力强度因子值KI随试件所含铝板宽度w的增加而减小;2试件中铝板对裂纹尖端阻裂作用随着加载力F值增加而增强,其焦散斑特征尺寸值D与加载力F关系曲线D-F及应力强度因子值KI与加载力F关系曲线KI-F均呈现先上升、后变缓、再上升趋势;3铝板宽度w越大,则其对裂尖的阻裂现象出现越早。

岩质高边坡爆破质点振动效应分析12-16

摘要：针对凹山铁矿采场边坡生产爆破工程,利用爆破测振仪对现场爆破作用下岩体质点振动速度进行监测,得到边坡质点振动速度的衰减规律。结果表明：边坡质点振动速度随距离的增加呈指数衰减趋势,在台阶局部由于高差的存在振动速度出现放大现象。根据高程放大效应对经验公式进行二元回归分析,得到更准确的爆破振动速度预测模型,为矿山生产爆破及时调整参数,保证边坡爆破的安全施工提供了有效依据。

2012年秋季黄山地区大气冰核的观测分析17-24

摘要：利用2012年9月至10月在黄山光明顶气象站使用自行搭建的新型静力真空水汽扩散云室,对大气冰核进行观测的资料分析。结果表明：在活化温度为-20℃、相对冰面过饱和度为8%的实验条件下,黄山山顶的大气冰核平均浓度为2.03个/L,最大浓度是最小浓度的5倍左右。不同活化温度下的冰核浓度具有一致的逐日变化特征;并且冰核浓度随时间的变化与较大气溶胶粒子浓度的变化相一致。冰核浓度在下午14：00时明显高于上午08：00,这可能是与太阳辐射的作用有关。冰核浓度随着活化温度的降低,呈现很好的指数式增加的趋势;并且发现在活化温度为-19℃左右时冰核浓度达1个/L。还建立了冰核浓度与活化温度及粒径大于0.5μm的气溶胶数浓度之间的参数化关系;并且发现加入气溶胶浓度后的参数化关系式相对于仅仅依赖于温度的参数化关系式要更为合理。冰核浓度随活化湿度的增加而增加;并且当水汽条件从冰面饱和增加到水面饱和时,冰核浓度会急剧增加。黄山山顶降水对大气冰核具有明显的清除作用。

云南古水电站巨型堆积体堵江预测研究及数值稳定性分析25-32

摘要：我国西南大多水电站库区存在大量巨型堆积体,而周围复杂的地质条件加上环境营力的作用,易导致变形堆积体失稳下滑引起堵江事件。在综合前人研究大量滑坡堵江事件成果的基础上,首先建立较为切实的地质模型;然后利用数值模拟方法,推演堆积体的历史演化过程;并说明前缘发生堵江事件的可能性。结合堵江条件,分别采用滑距推算法和经验公式法计算同一条件模式下的堵江高度。结果表明两种方法预测同一失稳模式的堵江高度差距不大;因此可认为预测结果具有较好的可信度。以此初步建立了针对堆积体下滑堵江预测的研究思路,为此类问题的分析提供参考。

基于物理模拟试验的火山泥石流运动特性研究33-36

摘要：针对火山泥石流实验研究的空缺,基于对长白山火山泥石流的研究,研制了一种火山泥石流室内物理模拟实验装置。与国内外同类实验室相比,实验装置具有变坡幅度大、操作简便的特点。用该装置不仅可以进行实验测试泥石流体积浓度影响因素,还能重现泥石流暴发过程及特征,并以此为基础进行泥石流堆积范围实验。

基于多元线性逆滤波器的视顶盖神经元集群亮度信息解码研究37-42

摘要：通过解码鸽子视顶盖（the optic tectum,OT）神经元集群亮度信息的方法,研究了OT区神经元集群编码亮度信息的神经机制。首先设计了具有瞬态闪变特性的亮度视觉刺激模式,采用微电极阵列记录了多通道的锋电位（spike）发放序列;然后提取了神经元集群的spike发放率特征,构造多元线性逆滤波器解码视觉刺激亮度;最后采用互相关和信息论的方法对解码结果进行了分析。结果表明：采用的多元线性逆滤波器有效解码了OT区神经元集群编码的亮度信息。通过对解码参数变化与解码精度的分析可知神经元集群数目13个、bin的宽度5 ms、刺激后15 ms、刺激后持续时间35 ms具有最高的解码精度。通过神经元集群中逆滤波器形态的分析发现,单神经元在亮度信息的编码过程中受周围神经元的动态调制。通过对解码精度与刺激闪变频率关系的分析,发现在刺激闪变频率19 Hz到53 Hz的范围内,重建质量较好,在刺激闪变频率为33.5 Hz时,重建质量达到最优。

改进的方位各向异性地震反演裂缝预测技术及应用43-48

摘要：在有限（窄）方位各向异性叠前地震反演裂缝预测技术中,如何克服噪音对反演结果的影响,一直是地震反演预测裂缝中的难题。通过对Rüger公式的近似、简化与改进,有效分离地震数据中的有效信号和噪音的效果。在地震反演中,结合成像测井解释裂缝成果,选定最合理的压噪因子参与反演计算。采用该计算方法预测裂缝密度与方位分布,不仅与成像测井吻合率较高,而且为井间裂缝预测提供了可靠的依据。在塔里木盆地YB1井区奥陶系鹰山组碳酸盐岩裂缝储层预测中应用效果较好,成功预测出该区裂缝主要在断层附近较发育,在构造隆起的东北部,裂缝发育程度较高,是该区油气进一步勘探开发的有利区域。

春风油田沙湾组储层特征及储集性能分析49-55

摘要：春风油田位于准噶尔盆地西部车排子凸起的东北部,主要发育扇三角洲前缘水下分流河道与辫状河三角洲前缘水下分流河道微相。在地层精细划分对比及沉积微相研究基础之上,通过岩心、薄片观察,结合扫描电镜、X-衍射分析、压汞曲线等实验数据,对春风油田沙湾组一段1砂组展开储层特征及主控因素研究。研究结果表明：沙湾组一段1砂组N1s1~1层主要为棕褐色含砾不等粒砂岩,经鉴定认为属于岩屑质长石砂岩,目的层自下而上呈现出底砾岩→粗砂岩＋含砾砂岩→细砂岩＋泥质粉砂岩三层结构;储集空间主要为原生粒间孔,大孔粗喉型及大孔中喉型为目的层油气主要富集型孔隙结构;常见碳酸盐胶结,不同井区不同相带下碳酸盐含量差异较大,为影响储层物性的主控因素。

中东地区Y油藏微观孔隙结构及渗流特征研究56-62

摘要：Y油藏位于中东地区的扎格罗斯盆地,属于中低孔、低渗透碳酸盐岩油藏,受成岩作用影响大、非均质性强,含油层系为上部的S组和下部的F组。S组埋深2 750～3 500 m,岩性主要为层状灰岩;F组埋深4100～4500 m,岩性以厚层状灰岩、生物碎屑灰岩和鲕粒灰岩为主。基于岩心X-CT图像和数字岩心分析方法,开展了识别储层的孔隙、溶孔、裂缝的研究,进行了渗流机理实验研究,分析了Y油藏的渗流特征。用Amott方法研究了储层岩石的润湿性,得到了Y油藏的孔隙结构特征、润湿性、渗透性及孔渗关系等特征。研究得出S组和F组储层储集空间类型具有多样性,且储层内整体上随着孔隙度增大,渗透率也增大;但从整体上看孔、渗之间相关性差,而孔隙型岩样有着较好的孔、渗之间相关性。这些认识对类似油藏的孔隙结构及渗流特征研究,具有一定的借鉴意义。

分层注采三元复合驱对大庆二类油层适应性评价63-69

摘要：为了克服传统小岩心驱油实验在宏观尺度上的局限性,制作了三层非均质性三维平板径向流物理模型,在五点法井网条件下,分别开展笼统注采三元复合驱和分层注采三元复合驱实验,研究驱替过程中三个层位沿主流线方向上压力分布状况、采出液粘度和界面张力变化情况以及三个层位上每一点处含油饱和度变化情况,对比分析两种注采方式下的驱油效果和剩余油分布特征。研究结果表明,波及效率是影响非均质油藏最终采收率的一个非常重要因素,而分层注采能够有效提高水驱阶段中渗、低渗层的波及效率;在三元复合驱开始后,驱油剂在中渗、低渗层中运移距离更远,发挥作用时间延长,基质动用程度和最终采收率大幅提高。本实验的研究结果为油田矿场开发方案的编制提供了理论指导和参考依据。

适合稠油油藏注水井的表面改性降压增注技术70-74

摘要：为降低稠油油藏注水井注水压力,以表面活性剂和纳米聚硅材料为主要处理剂,通过大量室内实验研制出了一种表面改性降压增注体系,组成为0.5%季铵盐阳离子双子表面活性剂HAS-1＋0.03%纳米聚硅材料NPS-L＋0.5%防膨剂JCL-2。研究了该降压增注体系的稳定性和界面性能,考察了体系的润湿反转性能以及降压增注效果。研究结果表明,优选的表面改性降压增注体系具有良好的稳定性和界面性能,在60℃下静置50 d后,体系油水界面张力稳定在10-3m N/m数量级。体系具有良好的润湿反转能力,使用加入表面改性降压增注液饱和的岩心接触角从46.5°增大到134.5°,使亲水表面转变为疏水表面。岩心驱替实验结果表明,注入表面改性降压增注体系3 PV后,后续水驱压力降低40%,降压效果明显。

深井钻机K型井架动力模型模态试验与分析75-79

摘要：深井钻机井架的动力特性极大影响着钻机钻进效率及结构安全,以缩尺比为1∶10的深井钻机井架动力模型为研究对象,采用数值分析的方法完成了模型井架的动力特性分析,应用冲击激励法对模型井架进行了动态特性测试。对比分析结果表明：仿真计算与实测的前5阶模态频率的相对误差均在10%以内且振型曲线大致相同,说明简化的有限元数学模型能够有效的反映出结构在低频段的频率与振型曲线特性,同时也验证了井架动力模型有效性,实测与仿真结果均表明转盘是引起结构低阶共振的主要原因。研究结果可为深井钻机K型井架的动态设计和结构动力修改提供理论依据。

基于AMEsim的电磁阀仿真与试验验证80-84

摘要：电磁阀是液压系统中的控制元件,其阀芯运动特性直接影响液压系统的工作性能。针对阀芯运动的动态特性建模是液压系统检测诊断领域的重要研究方向。以液压系统典型的三位四通电磁换向阀为研究对象,开展了基于AMEsim软件的建模、仿真分析与试验验证研究。在对电磁阀工作机理和各功能模块的分析基础上,利用AMEsim软件中的电磁库与液压库构建了电磁阀仿真模型,对影响电磁阀阀芯位移的主要因素进行分析,给出了不同的路损、弹簧刚度及液压油黏度对电磁阀阀芯位移影响的量化对比曲线;设计并搭建了液压试验台对模型进行验证。试验结果显示,实测数据与仿真结果符合良好,最大相对误差为8.2%。研究工作为电磁换向阀故障诊断和优化设计提供了模型与数据支持。

基于RP与NMF的内燃机气阀故障诊断方法85-89

摘要：针对传统的内燃机故障振动诊断方法,难以有效提取故障特征,诊断精度较低的缺点,提出一种基于递归图（recurrence plots,RP）与非负矩阵分解（non-negative matrix factorization,NMF）的内燃机故障诊断新方法。该方法是利用图像的方法来进行故障诊断：首先通过递归图将采集到的内燃机缸盖表面振动信号生成图像,然后用非负矩阵对得到递归图进行特征参数提取,最后用分类器进行分类识别完成故障诊断。将该方法应用于气阀机构8种工况下振动信号诊断实例中,结果表明：该方法克服了传统的振动诊断方法从时域或频域进行分析时参数选取和故障特征提取的难题,直接将信号生成图像,对图像进行自适应特征参数提取、分类识别,能有效诊断出内燃机气阀机构故障,故障识别精度高,为内燃机振动诊断探索了一条新途径。

基于数字图像处理的单条输电线路曲线提取90-94

摘要：对输电线路实时监测的工作中,为方便计算重要参数、获取有用信息,采用数字图像处理的方法提取出相邻两个塔杆之间的单条输电线路曲线。首先,输电线图像采取一系列预处理,得到输电线路的边缘提取图像。然后,在一般的边缘跟踪算法（俗称“小虫爬法”）的基础上改进,并进行边缘跟踪。最后,将人机交互与边缘跟踪算法相结合,对输电线路进行特征点选取及多次修正,即可去除图像中的复杂背景,得到单条输电线路的曲线。经实验验证,此种方法能有效提取出单条输电线路曲线。

水面舰艇编队最佳防空队形建模及求解95-100

摘要：对舰艇编队最佳防空队形模型的求解进行了研究,采用多目标来表示“最佳”——舰队受到导弹袭击所造成的损失的期望值最小,抗饱和攻击能力最强。在求解的过程中,选用分层序列法来实现对问题的降维,即在满足某一目标达到最优的基础上,寻求其他目标的最优值。最终求得舰艇编队在给定条件下的最佳队形。在此基础上,对所求最佳队形的抗饱和攻击能力进行了实验仿真,实验结果为舰队编队与防御过程中的科学决策提出了新的思路。

鲁棒KAZE算法的SAR图像配准101-109

摘要：针对传统的SIFT算法及其改进算法在多波段SAR图像匹配性能低下,对非线性扩散滤波的KAZE特征检测算法分别从构建尺度空间和特征点检测两个方面进行改进,来提高多波段SAR图像匹配性能。尺度空间构建方面：提出采用高斯引导滤波取代KAZE算法中的非线性扩散滤波,充分利用高斯引导滤波的算法实时性、尺度不变性和良好的边缘保持性来克服非线性扩散滤波构建尺度空间的算法耗时较高的问题。特征点检测方面：提出采用引入指数加权均值比例算子（ROEWA）结合多尺度Harris角点检测的改进方法,充分利用ROEWA算子抑制相干斑噪声和多尺度Harris算子计算简单、旋转、尺度不变等优点,克服了传统的梯度差分方法检测SAR图像特征点时在SAR图像强散射纹理区造成大量错误率。描述符构建阶段,在梯度比例图像上采用原始的KAZE算法相同原理构建MSURF描述符。最后通过最近邻匹配和一致性倒数（RANSAC）进行错误匹配剔除。实验结果表明本文提出的改进KAZE算法应用于SAR图像配准优于原始KAZE特征算法。