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基于熵产理论的多级液力透平能量耗散机理分析 被引量:9
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作者 王晓晖 蒋虎忠 +2 位作者 苗森春 白小榜 祁炳 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期162-172,共11页
液力透平作为一种液体余压能回收装置,在小水电建设和能量回收领域得到广泛应用,但其内部能量损失特性不清。以两级径流式液力透平为研究对象,基于熵产理论和Omega涡识别准则分析了各过流部件内能量耗散机理。结果表明:速度脉动和壁面... 液力透平作为一种液体余压能回收装置,在小水电建设和能量回收领域得到广泛应用,但其内部能量损失特性不清。以两级径流式液力透平为研究对象,基于熵产理论和Omega涡识别准则分析了各过流部件内能量耗散机理。结果表明:速度脉动和壁面效应是能量损失的主要来源,设计工况下二者总占比为98.03%。叶轮和导叶是透平内能量耗散的主要区域;小流量工况,叶轮损失占比较高;大流量工况下,导叶损失占比较高。叶轮内的能量损失源于叶片前缘分离涡、吸力面回流涡以及叶片尾缘涡等不稳定流动现象,而相对液流角与叶片进口安放角的不匹配是导致叶轮内产生不稳定流动的根本原因;在导叶和导叶Ⅱ-反导叶中,不同流量下导致其能量耗散的因素基本保持一致,叶片前缘失速涡和流动分离等劣态流动引起的动量交换是导致能量损失的主要原因。环形吸水室内流动的非对称性导致导叶Ⅰ各流道内熵产率分布不均匀,而导叶Ⅱ-反导叶通过正导叶的整流减小了冲击效应,各流道内熵产率分布均匀且高熵区较小。 展开更多
关键词 多级液力透平 熵产理论 Omega涡识别准则 能量 熵产率
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碳纤维及碳纤维布混凝土抗冻性及能量耗散试验研究 被引量:2
2
作者 杨晓 葛亚琼 金家胜 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第7期62-69,共8页
为探究碳纤维增强方式对混凝土材料抗冻性能及能量耗散影响规律,利用纵波波速仪以及电液伺服压力机获取冻融循环作用(0,25,50,75,100次)后四种混凝土(素混凝土、碳纤维混凝土、碳纤维布混凝土、碳纤维及碳纤维布混凝土)的纵波波速及力... 为探究碳纤维增强方式对混凝土材料抗冻性能及能量耗散影响规律,利用纵波波速仪以及电液伺服压力机获取冻融循环作用(0,25,50,75,100次)后四种混凝土(素混凝土、碳纤维混凝土、碳纤维布混凝土、碳纤维及碳纤维布混凝土)的纵波波速及力学性能,分析碳纤维增强方式、冻融循环次数对试件相对动弹性模量、峰值应力、能量耗散及损伤度影响规律。结果表明:①相较于冻融循环0次素混凝土,冻融循环25,50,75,100次试件相对动弹性模量降幅分别为8.21%、18.33%、30.44%、45.89%,冻融循环次数的增加使试件相对动弹性模量降低,碳纤维及碳纤维布均能减缓试件相对动弹性模量降幅;②冻融循环次数的增加使四种不同混凝土试件峰值应力均呈降低趋势,碳纤维及碳纤维布不仅能够增强试件强度,还能够增强其抗冻性,且两者组合时对试件的提升效果最佳;③相较于未冻融试件,冻融循环25,50,75,100次时弹性变形能降幅分别为3.87%、7.63%、9.67%、12.70%,耗散能降幅分别为10.42%、21.97%、30.16%、41.60%,冻融作用会使试件内部产生损伤,降低试件储能、耗能效果;④三种碳纤维混凝土在达到峰值应力时对应机械损伤度值显著高于素混凝土对应机械损伤度值,碳纤维的增强作用能够有效提升混凝土材料吸能效果、延展性及抗冻性。 展开更多
关键词 冻融循环 碳纤维布 碳纤维 混凝土 相对动弹性模量 能量 复合材料
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理想传导弹性体中能量耗散的磁-热-弹性波 被引量:1
3
作者 P·达斯 M·卡诺利亚 +1 位作者 黄锋(译) 张禄坤(校) 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2009年第2期213-220,共8页
广义能量耗散弹性理论(TEWED,G-NⅢ理论)广泛应用于均匀磁场作用下的时谐平面波在无限大的理想导电弹性体中传播的研究.提出了更普遍的有复杂参数的色散方程,通过运用Leguerre方法解决复杂条件下耦合磁-热-弹性波的问题,表明耦合磁-热-... 广义能量耗散弹性理论(TEWED,G-NⅢ理论)广泛应用于均匀磁场作用下的时谐平面波在无限大的理想导电弹性体中传播的研究.提出了更普遍的有复杂参数的色散方程,通过运用Leguerre方法解决复杂条件下耦合磁-热-弹性波的问题,表明耦合磁-热-弹性波问题相当于改进的膨胀波及通过有限热波速度、热弹性耦合、热扩散率及外加磁场修正的、有限速度热波的传播问题.在C-NⅢ模型(TEWED)中,耦合磁-热-弹性波传播时发生衰减和色散,扩散的热量由热传播方程中的阻尼项考虑,而在G-NⅡ模型没有发生衰减和耗散.最后给出了类铜材料的数值结果. 展开更多
关键词 广义弹性 磁--弹性 能量
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金属低周疲劳的能量耗散与热发射 被引量:14
4
作者 姚磊江 童小燕 吕胜利 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2003年第5期799-801,共3页
金属疲劳是一个能量耗散过程 ,其中主要的能量耗散形式包括内耗热和储能。储能是材料缺陷数量、分布及损伤状态的宏观体现 ,它需要借助于材料的热发射间接地获得。本文利用细小热敏电阻测量了 4 0 Cr Ni Mo A,80 90和 TC4三种材料在低... 金属疲劳是一个能量耗散过程 ,其中主要的能量耗散形式包括内耗热和储能。储能是材料缺陷数量、分布及损伤状态的宏观体现 ,它需要借助于材料的热发射间接地获得。本文利用细小热敏电阻测量了 4 0 Cr Ni Mo A,80 90和 TC4三种材料在低周疲劳过程中的热发射规律 ,试验中观察到了温度涨落现象 ,发现热发射与材料的热传导系数、疲劳寿命和加载频率有关 。 展开更多
关键词 金属 低周疲劳 能量 发射 温度测量
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海洋结构物水动力特性的耗散势流分析方法
5
作者 李爱军 刘勇 +1 位作者 李华军 吕林 《海洋工程》 北大核心 2025年第4期100-108,共9页
在流体与海洋结构物的相互作用过程中,实际流体黏性、流动分离等会导致部分能量耗散。传统势流分析方法计算效率高,但是其无法直接考虑流体的能量耗散,有时会导致海洋结构物水动力特性参数的计算结果失真,因此学者们提出了引入流体能量... 在流体与海洋结构物的相互作用过程中,实际流体黏性、流动分离等会导致部分能量耗散。传统势流分析方法计算效率高,但是其无法直接考虑流体的能量耗散,有时会导致海洋结构物水动力特性参数的计算结果失真,因此学者们提出了引入流体能量耗散的势流分析方法。主要介绍3种具有代表性的耗散势流分析方法:1)修正结构物附近水域的自由水面条件;2)在结构物附近水域引入能量耗散区域;3)在结构物附近水域内引入能量耗散面。文章重点介绍不同分析方法中相关耗散边界条件的基本推导过程,以及耗散边界条件中控制参数的预测公式,可以为今后海洋结构物水动力特性的高效分析提供重要参考。 展开更多
关键词 势流理论 水动力特性 水面条件 能量区域 能量
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基于能量耗散的药柱粘弹性累积损伤 被引量:9
6
作者 邓斌 董可海 谢燕 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期24-27,共4页
基于不可逆能量耗散的损伤变量定义方法和动态线粘弹性理论,建立了固体推进剂累积损伤模型,利用不同拉伸速率下的试验数据,拟合得到了推进剂破坏耗散能表达式,进而给出了推进剂在周期应力响应下的累积损伤计算式,并讨论了周期应力幅值... 基于不可逆能量耗散的损伤变量定义方法和动态线粘弹性理论,建立了固体推进剂累积损伤模型,利用不同拉伸速率下的试验数据,拟合得到了推进剂破坏耗散能表达式,进而给出了推进剂在周期应力响应下的累积损伤计算式,并讨论了周期应力幅值和频率对累积损伤的影响,最后对某舰载发动机药柱进行了累积损伤及使用寿命分析。提出的累积损伤分析方法,为固体发动机贮存寿命预估提供了一条有益的技术途径。 展开更多
关键词 固体推进剂 能量 弹性 累积损伤
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饱和黏弹性多孔介质中的平面波及能量耗散 被引量:8
7
作者 杨骁 车京兰 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期579-585,共7页
研究了流体饱和不可压黏弹性多孔介质中的非均匀平面波及其能量流和能量耗散规律.在流相和固相物质微现不可压、固相骨架宏观服从积分型本构关系和小变形的假定下,利用Helmholtz分解,得到了饱和黏弹性多孔介质中非均匀平面波的一般解以... 研究了流体饱和不可压黏弹性多孔介质中的非均匀平面波及其能量流和能量耗散规律.在流相和固相物质微现不可压、固相骨架宏观服从积分型本构关系和小变形的假定下,利用Helmholtz分解,得到了饱和黏弹性多孔介质中非均匀平面波的一般解以及纵波、横波相速度和衰减率等的解析表达式,分析了平面波传播矢量和衰减矢量之间的关系.数值结果表明孔隙流体与固相骨架间的相互作用以及固相骨架的黏性对波的相速度、衰减率等有着显著的影响.同时,得到了饱和黏弹性多孔介质的能量方程,给出了能量流矢量和能量耗散率.对非均匀平面纵波和横波,推导了平均能量流矢量和平均能量耗散率的解析表达式. 展开更多
关键词 多孔介质理论 弹性多孔介质 非均匀平面波 关系 能量方程 能量
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热磨法纤维分离能量耗散影响因素的分析 被引量:5
8
作者 张绍群 颜家雄 花军 《林产工业》 北大核心 2016年第6期42-45,共4页
目前,我国纤维板生产进入了一个高速发展的时期,年产量位居世界首位,而生产状况总体上呈现"高能耗、低效率"的状态,其主要原因在于我国纤维板生产的工艺水平和技术水平还比较落后,对纤维板生产的工程应用性基础理论的研究还... 目前,我国纤维板生产进入了一个高速发展的时期,年产量位居世界首位,而生产状况总体上呈现"高能耗、低效率"的状态,其主要原因在于我国纤维板生产的工艺水平和技术水平还比较落后,对纤维板生产的工程应用性基础理论的研究还存在不足,因此笔者结合热磨法纤维分离的基本原理及纤维制备的工艺过程,从热磨机磨片和热磨工艺参数两个方面对热磨法纤维分离能耗进行分析,分别探索磨片齿形结构参数、原料预处理工艺等因素对纤维分离能耗的影响,从而揭示热磨法纤维制备中能量耗散的影响因素,建立磨片齿形结构参数与纤维分离能耗之间的内在联系,不仅可以为纤维分离设备的结构优化、提高纤维分离质量以及降低纤维分离能耗提供可靠的理论基础和技术支撑,也可以提高磨片的使用性能。 展开更多
关键词 磨法 纤维分离 纤维制备 能量
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一种基于能量耗散理论的岩石加速蠕变模型 被引量:15
9
作者 刘文博 张树光 李若木 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2741-2750,共10页
岩石加速蠕变阶段的启动条件是分析蠕变全过程的难点问题,现有的西原体模型在描述岩石黏塑性阶段的加速蠕变特性时也存在明显的不足。为了更好地描述岩石蠕变的全过程、划分蠕变的不同阶段和表征加速蠕变阶段的变形特性,基于能量耗散理... 岩石加速蠕变阶段的启动条件是分析蠕变全过程的难点问题,现有的西原体模型在描述岩石黏塑性阶段的加速蠕变特性时也存在明显的不足。为了更好地描述岩石蠕变的全过程、划分蠕变的不同阶段和表征加速蠕变阶段的变形特性,基于能量耗散理论定义了加速蠕变启动的控制阈值,将Perzyna黏塑性模型引入西原体模型,由此构建了一种新型的岩石加速蠕变本构模型,并且通过三轴逐级加载蠕变实验数据对模型进行了验证。结果表明:蠕变加载过程中的能耗和蠕变损伤主要来源于岩土类材料内部的内能变化,基于能量耗散理论和考虑蠕变速率变化构建的岩石加速蠕变模型能更好地描述岩石黏弹塑性蠕变特性,不仅反映了岩石能量耗散与蠕变变化之间的关系,也进一步突出了岩石的蠕变速率和蠕变应力状态对加速蠕变的影响;同时,该模型克服了传统的西原模型难以描述加速蠕变变形特征的缺点,更加准确地反映了岩石的衰减和稳定蠕变阶段的蠕变特性;最后,对比分析结果验证了采用耗散率值来定义由稳定蠕变阶段转化为加速蠕变阶段的控制阈值是可行的,引入Perzyna黏塑性模型对改善西原体模型描述岩石加速蠕变阶段的变形特征是有效的,研究结果为分析蠕变变形全过程和划分蠕变变形阶段提供了一个新方法,为研究蠕变模型和蠕变力学特性提供了一个新思路。 展开更多
关键词 能量 黏塑性理论 临界 蠕变速率 应力状态
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基于能量输入与耗散反馈原理的机床热变形预报方法的研究
10
作者 范晋伟 王波雷 +1 位作者 张涛 宋嵩 《机床与液压》 北大核心 2010年第7期5-6,32,共3页
热变形是影响数控机床尤其是精密和超精密机床加工精度进一步提高的主要障碍。在研究一维钢轴热伸长理论模型的基础上,从能量角度入手,提出一种新的基于能量输入与耗散反馈原理的机床热变形预报模型的建立方法,并通过实验证明该模型具... 热变形是影响数控机床尤其是精密和超精密机床加工精度进一步提高的主要障碍。在研究一维钢轴热伸长理论模型的基础上,从能量角度入手,提出一种新的基于能量输入与耗散反馈原理的机床热变形预报模型的建立方法,并通过实验证明该模型具有较高的预报精度。 展开更多
关键词 变形 能量输入与 机床
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芯轴式摩擦支撑滞回能量耗散模型及热效应影响参数研究
11
作者 胡宝琳 胡吴彪 +1 位作者 何文福 艾璐 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期34-44,共11页
针对所提出的芯轴式摩擦支撑的构造特点,建立了滑动摩擦动热转换的滞回能量耗散模型,研究了摩擦生热对芯轴式摩擦支撑性能的影响,分析了初始摩擦力、摩擦片厚度、摩擦芯轴比热容和摩擦系数等因素对芯轴式摩擦支撑的力学性能和温度场的... 针对所提出的芯轴式摩擦支撑的构造特点,建立了滑动摩擦动热转换的滞回能量耗散模型,研究了摩擦生热对芯轴式摩擦支撑性能的影响,分析了初始摩擦力、摩擦片厚度、摩擦芯轴比热容和摩擦系数等因素对芯轴式摩擦支撑的力学性能和温度场的影响规律,给出了摩擦支撑在摩擦生热影响下的摩擦力增长值理论计算公式,并通过数值分析结果进行了验证。分析结果表明芯轴式摩擦支撑在摩擦过程中温度不断上升,高温区主要集中在摩擦芯轴和摩擦片的摩擦接触面上,并且随着摩擦片厚度、初始摩擦力和摩擦系数的增加,摩擦热效应越明显,随着材料比热容的增加,摩擦热效应下降。 展开更多
关键词 芯轴式摩擦支撑 滞回能量 摩擦生 模型 参数分析
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结合面法向接触阻尼能量耗散弹塑性分形模型
12
作者 孙万 姚志广 +2 位作者 任晓霞 郭政堃 兰国生 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第3期141-146,共6页
结合面法向接触阻尼能量耗散建模时,只考虑微凸体弹性变形时的储能和塑性变形时的耗能是不完全的,因为微凸体存在弹塑性变形情况。通过引入微凸体加卸载模型,分离了处于弹塑性变形的微凸体的能量储存与耗散,建立了更加符合实际情况的结... 结合面法向接触阻尼能量耗散建模时,只考虑微凸体弹性变形时的储能和塑性变形时的耗能是不完全的,因为微凸体存在弹塑性变形情况。通过引入微凸体加卸载模型,分离了处于弹塑性变形的微凸体的能量储存与耗散,建立了更加符合实际情况的结合面法向接触阻尼能量耗散及其损耗因子模型。通过仿真发现,结合面法向接触阻尼能量耗散及其损耗因子随着分形粗糙度参数的增大而增大,随着分形维数的增大先减小后增大,且在1.2附近出现最小值;结合面法向接触阻尼能量耗散随着法向接触载荷的增大而增大,损耗因子随着法向接触载荷的增大而减小;考虑弹塑性过渡机制情况下法向阻尼能耗低于仅考虑弹性和塑性机制情况下的法向阻尼能耗。 展开更多
关键词 分形理论 结合面 弹塑性 能量 阻尼损因子
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动理论在预测非阻塞性颗粒阻尼能量耗散中的应用 被引量:5
13
作者 方江龙 王小鹏 +1 位作者 陈天宁 张凯 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期12-17,共6页
为了准确分析颗粒阻尼(NOPD)的能量耗散机理,拓宽颗粒阻尼在工程中的应用范围,根据分子动理论基本原理,建立非阻塞性颗粒阻尼能量耗散的定量模型。在振动流化床颗粒系统研究成果的基础上,认为当阻尼器内部的颗粒充分流化时,颗粒之间的... 为了准确分析颗粒阻尼(NOPD)的能量耗散机理,拓宽颗粒阻尼在工程中的应用范围,根据分子动理论基本原理,建立非阻塞性颗粒阻尼能量耗散的定量模型。在振动流化床颗粒系统研究成果的基础上,认为当阻尼器内部的颗粒充分流化时,颗粒之间的物质输运和能量耗散由颗粒之间的碰撞主导;将阻尼器内部颗粒的运动与气体分子的运动进行类比,建立非阻塞性颗粒阻尼的能量守恒方程;通过求解颗粒系统的广义温度,得到非阻塞性颗粒阻尼能量耗散功率的定量模型。研究结果表明,颗粒阻尼的能量耗散功率随着颗粒直径的增大、颗粒层数的增多、材料密度的增加以及振动强度的提高逐渐提高。与现有模型相比,提出的模型颗粒阻尼的能量耗散功率不依赖颗粒内部速度梯度,因而具有更大的实际应用范围,也为更精确地描述非阻塞性颗粒阻尼的能量耗散机理提供了一种新的思路。 展开更多
关键词 非阻塞性颗粒阻尼 理论 能量功率
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热压工艺对循环拉伸下飞艇蒙皮材料的能量耗散与残余应变特性的影响
14
作者 古占华 邵慧奇 +1 位作者 蒋金华 陈南梁 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2021年第11期54-61,共8页
为探究热压复合工艺参数对飞艇蒙皮材料的能量耗散与残余应变特性的影响机制,本文以聚氟乙烯(PVF)膜为耐气候层,TPU膜为阻氦层,聚芳酯Vectran纤维机织平纹布为承力层,TPU胶膜为黏结层,通过热压复合的方式制备多种热压工艺参数下的飞艇... 为探究热压复合工艺参数对飞艇蒙皮材料的能量耗散与残余应变特性的影响机制,本文以聚氟乙烯(PVF)膜为耐气候层,TPU膜为阻氦层,聚芳酯Vectran纤维机织平纹布为承力层,TPU胶膜为黏结层,通过热压复合的方式制备多种热压工艺参数下的飞艇蒙皮材料,并对其进行循环加载-卸载后的力学性能测试,分析了热压温度和热压时间对耗散能和残余应变的影响规律,并提出了理论公式。结果表明:热压温度和热压时间对飞艇蒙皮材料的能量耗散与残余变形特性的影响的变化规律相同,且拟合方程的拟合程度良好,系数与热压温度和热压时间呈正相关;材料的能量耗散与残余应变特性的变化规律不仅取决于热压工艺,同时还与循环加载-卸载次数密切相关,并表现出两段式线性特性;通过比较在不同热压工艺参数下制备的飞艇蒙皮材料经循环加载-卸载后产生的耗散能与残余应变的大小,得出最优制备工艺为:热压温度为160℃,热压时间为600 s。 展开更多
关键词 飞艇蒙皮材料 压工艺 循环拉伸 能量 残余应变 复合材料
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基于能量耗散理论的黏性土坡破坏发育机理研究
15
作者 王振华 柴新军 刘夕奇 《金属矿山》 CAS 北大核心 2018年第10期162-166,共5页
针对自重作用下黏性土坡开挖过程中滑坡失稳的渐进破坏过程,采用PFC2D颗粒流数值模拟,再现了黏性土坡从发生到发展、演化再到最终失稳破坏的整个过程。结合能量耗散结构指出自重服役下的滑坡破坏过程本质是由于能量释放驱动下的能量耗... 针对自重作用下黏性土坡开挖过程中滑坡失稳的渐进破坏过程,采用PFC2D颗粒流数值模拟,再现了黏性土坡从发生到发展、演化再到最终失稳破坏的整个过程。结合能量耗散结构指出自重服役下的滑坡破坏过程本质是由于能量释放驱动下的能量耗散所引起的一种状态失稳现象,能量释放和能量耗散的共同作用是引起滑坡渐进破坏的内在原因。把滑坡的整个过程划分成3个阶段,即蠕变损伤、强度丧失,裂隙发展、滑坡加速,滑体减速、滑面渐宽;并从颗粒细观尺度给出了基于能量释放的边坡强度失稳准则,进一步解释了滑坡整体破坏的本质原因。 展开更多
关键词 黏性土坡 渐进破坏 PFC2D 能量理论 强度失稳准则
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应变速率和尺寸效应对岩石能量积聚与耗散影响的试验 被引量:37
16
作者 孟庆彬 韩立军 +3 位作者 浦海 文圣勇 李昊 李浩 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2386-2398,共13页
岩石的变形破坏过程是能量积聚与耗散的过程,岩石变形破坏是能量驱动的结果。基于不同尺寸与应变速率下的岩石单轴压缩试验,计算了不同尺寸与应变速率下岩样吸收的总能量、弹性应变能及耗散能,研究了能量积聚与耗散的演化规律,分析了在... 岩石的变形破坏过程是能量积聚与耗散的过程,岩石变形破坏是能量驱动的结果。基于不同尺寸与应变速率下的岩石单轴压缩试验,计算了不同尺寸与应变速率下岩样吸收的总能量、弹性应变能及耗散能,研究了能量积聚与耗散的演化规律,分析了在岩样变形破坏不同阶段的能量分配规律,并从能量角度分析了岩样破裂失稳的原因。研究表明:在单轴压缩试验时,岩样变形各阶段的能量特征有所差异,岩样吸收的总能量U0与耗散能Ud曲线呈非线性增加趋势,弹性应变能Ue曲线呈先增加后减小的趋势。岩样的能量与其高径比呈负相关的关系,两者呈幂函数关系;而与应变速率呈正相关,两者呈对数关系。岩石高径比越小或应变速率越大,岩石强度越高,单位体积岩样所吸收的能量也越高,造成岩样的破碎程度越大。在压密与弹性阶段,基本上将吸收的能量全部转化为弹性应变能储存于岩样内,弹性应变能是能量分配的主体。在塑性阶段,虽然弹性应变能的数值增大,但其所占比率有所下降;而耗散能比率有所增加,耗散能逐渐成为能量分配的主体。在峰后破坏阶段,弹性应变能瞬间释放,岩样吸收的能量几乎全部转化为耗散能,被裂隙面滑移摩擦而耗散掉,在峰后破坏阶段耗散能是能量分配的主体。 展开更多
关键词 岩石力学 应变速率 尺寸效应 能量演化 弹性应变能
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基于能量耗散率的钻孔防冲效果评价方法 被引量:21
17
作者 王书文 潘俊锋 +3 位作者 刘少虹 夏永学 杨磊 高晓进 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S2期297-304,共8页
采用理论分析、实验室试验及数值模拟等手段,研究了从能量角度评价钻孔防治冲击地压效果的方法。钻孔前后应力总量计算表明,钻孔对煤岩体的作用在于"调压",并非仅"卸压"。相对于应力角度,从能量角度评价钻孔防冲效... 采用理论分析、实验室试验及数值模拟等手段,研究了从能量角度评价钻孔防治冲击地压效果的方法。钻孔前后应力总量计算表明,钻孔对煤岩体的作用在于"调压",并非仅"卸压"。相对于应力角度,从能量角度评价钻孔防冲效果的过程更为简便。不同矿井煤样单轴加卸载试验发现,采用线弹性体弹性应变能计算公式的计算结果要大于实际值,且冲击倾向性越弱,计算误差越大,提出了基于弹性能量指数的修正公式。钻孔围岩弹性应变能的变化受最大主应力的做功特征主导,围岩应力调整过程中,弹性应变能能否积聚与围岩方位及侧压系数有关。在此基础上,提出钻孔耗能率的概念,可定量评价不同钻孔防冲设计之间的优劣,并通过FLAC3D进行数值模拟实现。以钻孔耗能率为评价指标得出,钻孔防冲效果与钻孔孔径呈幂函数关系,与煤层强度呈负相关。与φ100 mm钻孔相比,φ150 mm钻孔耗能效果是其2.9倍,φ200 mm钻孔耗能效果是其6.5倍。 展开更多
关键词 钻孔 能量 评价 弹性应变能 冲击地压
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岩石加荷破坏弹性能和耗散能演化特性 被引量:30
18
作者 张黎明 高速 +2 位作者 任明远 王在泉 马绍琼 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1238-1242,共5页
开展大理岩、灰岩和砂岩的常规三轴试验,研究岩石变形过程的能量非线性演化特征。结果表明:岩样屈服前外力功大部分转化为弹性应变能存储于岩样内部,耗散能增加的很少,屈服点后耗散能快速增加,弹性能增速变缓。岩石的极限存储能具有围... 开展大理岩、灰岩和砂岩的常规三轴试验,研究岩石变形过程的能量非线性演化特征。结果表明:岩样屈服前外力功大部分转化为弹性应变能存储于岩样内部,耗散能增加的很少,屈服点后耗散能快速增加,弹性能增速变缓。岩石的极限存储能具有围压效应,随着围压增加,岩石破坏时的极限存储能逐渐增加。极限存储能还与岩石本身的性质有关,岩石的强度越高,脆性越强,极限存储能愈大。灰岩极限存储能最大,大理岩极限存储能次之,砂岩极限存储能最小。根据弹性能和耗散能的演化规律,构建了岩石变形破坏过程中弹性应变能的非线性演化模型,理论模型与3种岩石的试验结果吻合较好。 展开更多
关键词 岩石破坏 弹性应变能 应变能 能量演化
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单轴循环荷载对煤弹塑性和能量积聚耗散的影响 被引量:15
19
作者 刘江伟 黄炳香 魏民涛 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2012年第1期26-30,共5页
为了研究循环加载对煤岩弹塑性和能量积聚耗散的影响,对二2煤进行了单轴压缩循环加载实验,分析得出首次加载、卸载、再加载弹性模量呈正相关关系;随着循环数的增加,弹性应变会表现出倒"U"形变化,塑性应变表现出"U"... 为了研究循环加载对煤岩弹塑性和能量积聚耗散的影响,对二2煤进行了单轴压缩循环加载实验,分析得出首次加载、卸载、再加载弹性模量呈正相关关系;随着循环数的增加,弹性应变会表现出倒"U"形变化,塑性应变表现出"U"形变化的规律,由应变引起的弹性模量E、弹性能量指数Wet和能量耗散率Wed都表现出倒"U"形变化的规律,首个平均弹性模量变化率η为30%,耗散的能量j sd呈"U"形变化,当弹性能量指数Wet达到最大值时,冲击现象最容易发生;分析出微裂纹的萌生传播速度随应力振幅的增加而增加,微塑性变形速度也随之增加,弹性能量指数在压密和线弹性阶段随加载程度的增加表现出先增加后减小的趋势,在"弹塑性临界点"达到最大值. 展开更多
关键词 循环荷载 弹塑性 能量积聚 弹性 塑性能 弹性能量指数 能量
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地震作用下煤矿开采损伤建筑的能量耗散演化致灾分析 被引量:11
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作者 刘书贤 郭涛 +2 位作者 魏晓刚 张弛 麻凤海 《地震研究》 CSCD 北大核心 2014年第3期442-449,共8页
基于耗散结构理论,从能量理论角度对煤矿开采区建筑物的动力破坏过程进行了系统的定量分析。提出了建筑物能量耗散的理论判据,研究了地震作用下煤矿开采区建筑的损伤演化灾变过程。根据结构动力学理论,建立了煤矿开采区建筑物在地震作... 基于耗散结构理论,从能量理论角度对煤矿开采区建筑物的动力破坏过程进行了系统的定量分析。提出了建筑物能量耗散的理论判据,研究了地震作用下煤矿开采区建筑的损伤演化灾变过程。根据结构动力学理论,建立了煤矿开采区建筑物在地震作用下的能量演化平衡方程,定量分析了地震作用下煤矿开采区建筑物系统中耗散能量的变化过程。结果表明:在开采沉陷和地震联合作用下,建筑物与外界产生更多的有害的能量交换,进而产生更多的塑性损伤变形,结构阻尼耗能降低;根据建筑物能量耗散演化趋势应建立合适的抗开采沉陷变形隔震保护新体系,为我国矿区建筑物保护提供借鉴意义。 展开更多
关键词 结构理论 能量 开采沉陷 地震作用 损伤演化
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