月壤静力学特性的离散元模拟

以典型月壤的物理力学性质为参照标准,采用颗粒流程序PFC3D对月壤静力学特性进行了离散元模拟研究。通过离散元模拟三轴试验反复调整颗粒细观参数,建立了月壤离散元接触力学模型;描述了月面探测车辆行驶下的月壤承压特性模型与剪切特性模型;从月面探测车辆的行驶观点出发,模拟压板试验,得出了载荷-沉降关系;通过模拟履带板试验得出了剪切应力-位移关系。最后,计算出了月壤的变形模量K为1635 kN/mn+2、变形指数n为1.22,剪切变形模量k为1.35 cm。结果表明,模拟试验值与模型预测趋势一致。     

模拟月壤的抗剪强度特性研究

着落器月面软着陆时,着陆地月面岩土体特性和初始着陆速度是影响着陆成败的关键。模拟月壤是登月工程模型试验的重要材料,其性质直接影响着落器着落反应。为更好地实现安全着落,文章对着陆试验所用模拟月壤进行了系统的力学特性测试,由于月面不存在液态水、月面土层密度随深度变化很大,采用干燥试样进行了系列三轴试验,研究了不同相对密度、不同剪切速率条件下模拟月壤的抗剪强度,得到了不同密实程度的模拟月壤的应力应变关系曲线、弹性模量、峰值和残余段的粘聚力和摩擦角,通过不同应变速率的剪切速率测试,得到了模拟月壤的剪切速率与各力学强度参数的关系。结果表明:模拟月壤具有应变软化特性,剪切速率越大模拟月壤的弹性模量越小;峰值段摩擦角42.8~59°、残余段摩擦角16.8~22.4°,剪切速率越大模拟月壤的摩擦角越小。     

轮式月面巡视探测器月面牵引性能的预测

通过室内土槽试验和颗粒流数值仿真相结合的方法对轮式月面巡视探测器的轮土交互作用、车轮的牵引特性和轮下土壤变形和破坏进行了深入探讨。以吉林省火山喷发物为原料进行了模拟月壤的配制。设计并制造了深空探测车车轮牵引特性试验台并进行了不同轮齿构型车轮的牵引特性试验,获得了基础性的试验数据。考虑月壤结构松散、颗粒细小、流动性强的离散特征,采用颗粒流法分析了地面重力场下探测车轮下模拟月壤的扰动破坏、土体内接触力的分布、颗粒速度矢量的变化,获得的车轮牵引特性参数与土槽试验数据进行了对比,进一步对车轮在月面环境下的牵引性能做出了预测。     

月壤岩土工程问题研究进展

针对中国探月工程开展过程中遇到的月壤特性问题,综述国内外月壤的基本物理力学性质以及模拟月壤和机构相互作用的研究现状.给出模拟月壤的粒度分布、密度、孔隙比、强度指标和压缩指数等几参数的取值范围.总结出模拟月壤三轴试验的主要控制指标有：相对密度、围压、剪切速率等,并简要分析高真空度对模拟月壤性质的影响.通过对月球车研制中月壤对车轮牵引特性的影响、软着陆中月壤对足垫冲击响应等研究的发展现状的回顾,指出离散元方法在月壤特性分析和机构与模拟月壤相互作用等领域的应用前景.针对新型模拟月壤研制、模拟月壤本构关系和多种月面环境耦合下对月壤性能的影响等亟待解决的问题.     

低约束应力下模拟月壤的变形参数及其预测模型

在进行探月装置与月壤的相互作用研究中,需要月壤的变形参数。而月球的低重力环境对月面浅层月壤力学特性的影响是很大的。为此,利用清华大学模拟月壤(QH-E),采取GCTS动/应力路径三轴仪,实施一系列低围压水平(3.13~25kPa)下的三轴固结排水剪切试验,获得了围压和相对密度对QH-E切线模量、剪切模量和剪胀角等变形参数的影响规律,进而提出变形参数的预测模型。结果表明:1)在3.13~25kPa的低围压水平下,QH-E的切线模量E、剪切模量G都随着围压和相对密度的增大而增大;2)在低压范围内,相对密度增大,剪胀角增大;围压增大,剪胀角降低;3)利用本次试验数据的比较,表明所提出模型的预测精度是较高的。     

粗粒土大型直剪试验宏细观研究与离散元模拟

为研究粗粒土剪切试验过程中宏观力学特性与颗粒细观运动规律,采用可视化大直剪仪对不同级配粗粒土进行剪切试验,利用图像处理技术对宏细观参数变化规律进行分析,再通过离散元数值模拟研究试样内部颗粒运动规律.研究发现,剪应力-累计应变关系曲线属于剪切硬化型,颗粒在剪切过程中的破碎形态以接触点侵蚀破碎为主;对颗粒长轴定向、平面孔隙率和配位数的分析发现,剪切过程中颗粒发生翻滚重排以及细粒填充作用;直剪试验图像分析及离散元数值模拟均发现,剪切带不是严格按照水平主剪切面发展,而是与向上突起的弧形副剪切面共同形成拱形剪切带.     

石灰岩粗颗粒湿化接触力学特性

为探究岩土粗颗粒湿化后的粒间接触力学特性,将粗颗粒间接触形式简化为点-面接触,利用改造后的岩石双轴流变仪开展不同湿化程度下的粗颗粒法向和切向接触试验,分析粗颗粒湿化接触力学性质,归纳出粗颗粒湿化接触经验模型．针对不同湿化程度的粗颗粒土体进行大型直剪试验,利用湿化接触模型对直剪试验进行离散元数值模拟,通过数据对比验证湿化接触模型的可靠性．研究结果表明,湿化水平影响粗颗粒点-面接触的破坏形态;表面湿润状态的粗颗粒法向和切向接触刚度略有减小,而浸泡状态的接触刚度减小明显;湿化后的颗粒接触刚度曲线可以利用幂函数拟合为经验模型,利用该模型对大型直剪试验进行数值模拟,计算误差不超过5%．研究结果可为粗粒土工程离散元数值计算提供依据．     

月壤特性对月球车轮地相互作用力的影响

为了了解月壤特性变化对于月球车轮地相互作用的影响,对月壤的物理和力学特性参数进行分析,制作模拟月壤进行土壤参数测量实验和月球车轮地相互作用实验.根据实验数据及轮地相互作用力学模型进行模拟月壤参数的估计和辨识,将典型月壤参数带入模型进行理论分析和数值分析,并与试验中获取的车轮土壤相互作用数据进行对比.结果表明:土壤的承压特性参数主要影响车轮沉陷量,车轮驱动阻力矩主要受土壤的剪切特性影响,反映土壤物理特性的接触角系数变化对于轮地作用影响相对较小.该研究为进行月球车车轮力学性能的全面分析和月壤参数辨识等的应用提供了理论基础。     

土石混合体细观力学参数对宏观力学特性影响研究

为了系统地研究土石混合体细观力学参数对其宏观力学特性的影响,首先在不规则块石体三维离散元模型的基础上,建立了符合宏观统计规律的含石量为50%的土石混合体三维离散元模型;然后进行了不同石-土颗粒法向刚度的比值、不同石-土颗粒法切向刚度比的比值、不同石-土颗粒摩擦系数的比值和不同石-土颗粒间黏结强度与土-土颗粒间黏结强度的比值等情形下的土石混合体大三轴试验三维颗粒流数值模拟,分析了各种情形下土石混合体的宏观力学响应;最后从微裂纹演化、摩擦功、块石颗粒转动特征等多个角度对各细观力学参数影响的细观机理进行了揭示.结果表明:随着石-土颗粒法向刚度比值的增大,试样初始模量增大,破坏应变和峰值强度均减小;石-土颗粒法切向刚度比的比值和石-土颗粒间黏结强度与土-土颗粒间黏结强度的比值对土石混合体的宏观力学行为影响不显著;石-土颗粒摩擦系数的比值越大,峰值强度和残余强度越大.     

疏浚淤泥EPS颗粒轻质混合土本构模型研究

不同配比的EPS颗粒轻质混合土的等向压缩试验和固结排水剪切试验结果表明，轻质混合土的力学特性，取决于试样的胶结结构强度及试验所选择的围压．基于殷宗泽建立的双屈服面模型，通过引入能反映轻质混合土胶结结构强弱的参数β，及反映其胶结结构逐渐破损的参数ω，建立了考虑轻质混合土结构性的弹塑性本构模型．模型试验结果表明，改进模型能反映不同配比EPS颗粒轻质混合土变形的基本规律．     

临近空间目标光谱特性建模及仿真

针对临近空间飞行器提出了一种建立目标光谱特性模型的实用方法。通过对目标进行几何建模,提取面元参数;采用建立面元坐标系的方法计算各面元的方位坐标参数;基于电磁理论,分别采用Davies模型和Planck黑体辐射公式分析了目标面元的散射和辐射特性,从而建立了目标在可见光和近红外谱段的光谱特性模型。研究结果表明,该方法具有较好的有效性和适用性,其结论能够为观测谱段的选择提供数据支持。     

速度对薄层振幅和相位特征的影响初探

近年来的研究表明,在勘探与薄层砂岩体有关的油气藏时,薄层砂体的识别和解释尤为重要,如果掌握了这些变化的特点和规律,反过来就可以更正确地、细致地解释实际薄层地震剖面上各种地质现象。本文通过建立不同模型,在前人研究的基础上讨论了速度对各模型当中薄层振幅和相位特征的影响,总结了速度随薄层振幅和相位特征的变化规律,为实际薄层地震剖面资料处理和解释奠定了基础。     

气动发动机台架性能试验研究

作为新型动力,气动发动机的功率和气耗率是影响其运用推广的关键因素.为了准确了解气动发动机的功率和气耗率的变化趋势,利用改造的样机进行了台架试验,得到了速度特性曲线和负荷特性曲线.结果表明在进气压力不变时,随转速升高发动机功率线性下降,气耗率升高,在高转速时气耗率恶化;在转速不变的情况下,随着负荷的增加,发动机气耗率下降,进气压力升高.从结果可知气动发动机的特性不同于传统的内燃机,其最佳工作区间在较低转速、较高负荷的区域,此时,其动力性能和经济性能较好.在其推广运用过程中,要根据此特性对配套的零部件进行改造或重新设计.     

调节阀特性对变流量空调水系统的影响分析

目的针对变流量空调水系统中末端盘管的热力特性，将调节阀特性与系统的可调节性能和稳定性综合考虑，讨论调节阀特性对系统调节性能的影响，为调节阀的选择提供理论依据．方法根据水系统中盘管热力特性与水流量之间的关系。正确选择调节阀的特性，使调节阀与末端装置组成的系统总的放大系数保持常数．结果得出调节阀影响变流量空调水系统可调节性的因素．结论变流量空调水系统的调节性能主要取决于系统供、回水温差与调节阀的阀权度．为使调节阀在工作环境下具有良好的调节特性，一方面应保证盘管的进出口温差，另一方面还应保证调节阀有足够的阀权度．调节阀的选择应以阀的流通能力为依据，而不应简单地根据管径粗略估选调节阀门．     

PISO算法的实现及与SIMPLE,SIMPLER,SIMPLEC算法收敛性的比较

针对PISO算法的实现程序,通过2个典型流动换热例子,验证了其正确性,并将PISO与SIMPLE,SIMPLER,SIMPLEC算法的收敛性和健壮性进行了比较.结果表明,不同算法的收敛性和健壮性与具体的问题有关;PISO算法由于在求解过程中增加了p″方程组的求解,使达到收敛耗用的CPU时间增加,SIMPLE,SIMPLEC耗用的CPU时间少;PISO算法的健壮性因不同的问题而异.     

一种诊断和评估积冰机翼失效故障的新方法

针对某型飞机机翼污染后机翼性能改变问题,提出了一种基于流场和结构场耦合分析的机翼气动特性、结构特性检测方法.该方法首先应用有限元法对二维定常不可压粘流的时均N-S方程进行离散求解,采用四阶龙戈-库塔(RK)法求解水滴运动方程确定污染程度,然后利用流场和结构场耦合分析污染后的机翼特性,通过与未污染机翼气动特性和结构特性的情况对比,确定污染机翼性能变化并作出是否失效判断.通过机翼污染的相似实验结果表明,该方法能有效的应用于污染机翼的性能判断与优化设计.     

以工商管理类专业建设评估为契机 找准定位 突出特色

论述了开展专业建设评估在树立学科、专业特色 ,明确专业建设的目标与方向中的积极作用。     

电控喷油器综合性能试验台的研究与开发

介绍了所设计的电控喷油器流量特性和喷雾特性测试装置的组成及原理,并对某一喷油器的测试数据进行了分析总结。试验研究表明,本测试系统为喷油器的研究、开发提供了一个良好的测试平台。     

科技写作与一般写作在语法运用上的比较与分析

科技写作作为写作学的一个分支，有它自身的特点与要求。它同时使用自然语言符号系统和人工语言符号系统。它的语言特点为：①客观纪实性；②抽象精练性；③表达方式规范化。它的语法特点为：①科技术语多而稳定；②句式单一而少变化；③结构严谨而规范。它与文艺写作在语法运用上的不同主要表现在：①科技写作的客观纪实与文艺写作的主观抒情；②科技写作的语言精炼与文艺写作的语言丰富；③科技写作的规范化与文艺写作的个性化。     

燃煤锅炉的掺烧研究

阐述了国内外混煤掺烧的发展现状、电厂混煤掺烧的主要作用和煤质特性,指出了混煤掺烧的燃烧特性和影响因素.