3D打印裂隙岩体动态力学性能及能量耗散规律初探

地下岩体结构经常遭受到地震、爆炸、冲击振动等产生的动力扰动，利用3D打印技术的优势研究冲击荷载下岩体动态力学性能对实现3D打印技术在工程领域的应用具有重要意义。采用φ50 mm的变截面霍普金森压杆(SHPB)装置，对含预制裂隙的3D打印岩体试样进行动态单轴压缩试验。研究结果表明：试样的动态抗压强度随着预制裂隙倾角的增大呈现出先减小后增大的趋势，当预制裂隙倾角为30°时试样强度最小，当预制裂隙倾角为90°时试样强度最大。与3D打印岩体试样的静态单轴压缩强度对比发现，3D打印砂性材料具有明显的率效应，当应变率为139.65 s^-1时，3D打印岩体试样的动态抗压强度是静态抗压强度的4.34倍。预制裂隙缺陷在一定程度上加剧了试样的能量耗散和破碎过程，并且30°倾角预制裂隙对试样能量耗散和破碎结果的影响程度最大。同时，3D打印岩体试样的能量耗散过程与破碎块度表现出明显的自相关性，所用的3D打印砂性材料的宏观破碎结果与能量耗散之间的关系与天然岩石材料有一定相似性，为今后3D打印材料模拟天然岩体应用于动态力学试验的可行性奠定了基础。     

动载作用下铁矿石能量耗散规律及破坏特征试验研究

为研究攀枝花铁矿开采境界内铁矿石的动力学性能,利用动静组合分离式霍普金森杆实验系统,开展 4 种典型铁矿石的动态单轴压缩试验。 以动态强度、能量耗散、碎屑分布为切入点,分析 4 种矿石的动力学响应特征。 试验结果表明:4 种铁矿石的动态强度均具有明显的率效应,随冲击速率的增加而增大;所研究冲击速率范围内,中低 品位铁矿石的动态强度显著大于高品位铁矿石和表外矿的强度;随着冲击速率的增加,单位体积耗散能随之增大,且 单位体积耗散能的增加幅度与铁矿石的品位相关;基于分形理论分析 4 种铁矿石破坏后碎屑块度的分形维数,发现碎 屑块度的分形维数随冲击速率增大而增加;最后,分析了单位体积耗散能与分形维数的关系,发现二者呈现非线性正 相关关系。     

可重构智能表面辅助的四元数调制无线通信系统

四元数调制(Quaternion Modulation,QMod)是一种新型高传输速率的极化调制(Polarized Modulation,PMod)技术,是未来卫星通信系统中极具潜力的多元调制方案之一。QMod将数据块分成4块,其中两块是传输数据信号,另外两块则映射到极化状态部分。每个极化状态块均有一位比特,那么它们可以产生4个极化状态组合。这些状态组合可以用来确定传输数据块在四元数4个不同维度中的位置,从而获得两位额外的传输比特。相比于传统的PMod技术,QMod有着更高的频谱效率。为了进一步挖掘QMod的潜力,介绍了由可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)辅助的QMod系统,同时推导了该系统的平均误码率理论上界,并在瑞利信道下进行了BER性能仿真。仿真结果表明,RIS辅助的PMod或者QMod系统即便在较低的SNR情况下仍有良好的BER性能,并且随着RIS单元数的增多,其BER性能会逐步提升。     

自然锈蚀钢管混凝土轴压性能试验研究

文中对6个自然锈蚀的钢管混凝土进行抗压试验,分析锈蚀对试件力学性能的影响。基于三维扫描技术和分形理论分析,提出计算锈蚀钢管表面分形维数指标的方法,并分析得出分形维数与试件抗压承载力的关系。     

吸水树脂对页岩陶粒混凝土孔隙结构影响的研究

通过在页岩陶粒轻集料混凝土中掺入吸水树脂(Super Absorbent Polymer,简称SAP),标准养护28 d后,分析了硬化混凝土的孔隙率、孔径分布等指标.试验结果表明:SAP对页岩陶粒轻集料混凝土的力学强度有显著提高,抗压强度提高了33％;此外,研究还发现掺入SAP后轻集料混凝土孔隙率降低4％,未掺SAP的轻集料混凝土孔隙的渗流维数较小,骨架分形维数较大,轻集料混凝土的渗流分形维数(Ds)与孔隙率为负相关关系,骨架分形维数(Dk)与孔隙率为正相关关系.     

有机无机复合固态电解质的制备及电性能研究

本文以聚环氧乙烯(PEO)为基体,添加无机固态电解质颗粒(LA),通过超声分散法制备出电化学性能优异且具有自支撑柔性的有机无机复合固态电解质膜,并组装扣式电池测试电性能,包括离子电导率、电化学窗口、锂离子迁移数及界面阻抗,得出LA对电解质膜电性能的影响。     

基于“炉机对应”原则的连浇优化方案

国内某炼钢厂为保证浇注周期较短的2号连铸机连浇，多座转炉需同时向该连铸机供应钢水，导致炉 机对应关系不明确，生产组织难度较大。通过对该厂炼钢 连铸过程的工序作业周期与生产运行模式进行解析，在保证连铸机连浇的基础上，探究合理的炉 机对应关系，改善该厂的生产顺行。结果表明，在“一一对应”运行模式下，2号连铸机最大连浇炉数仅为6炉；而在“定炉对定机”运行模式下，若适时接受3号转炉冶炼的钢水，2号连铸机最大连浇炉数可延长至19炉。在此基础上，通过对连铸机“柔性”的优化和钢水供应的合理调配，2号连铸机可满足实际生产的连浇要求。此外，运用“炉→机”匹配度进行评价，计算结果表明优化后的炉 机对应关系得到显著改善。     

基于双种群混沌鲸鱼算法的自抗扰控制器参数整定

非线性自抗扰控制器具有多个耦合参数且依靠传统的经验整定法难以整定,以至于对控制器的精度和抗扰动能力造成一定影响。针对此问题,提出一种双种群混沌鲸鱼算法对控制器参数进行在线整定。针对传统鲸鱼算法易陷入局部最优以及在迭代后期出现寻优缓慢的现象,提出一种混沌策略和双种群协同机制对算法进行改进。以机械臂作为被控对象进行仿真验证,结果表明优化后的自抗扰控制器具有更好的控制精度和良好的抗扰动能力。改进后的鲸鱼优化算法可以用于非线性自抗扰控制器参数整定。