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镍合金盘元高压磨料水射流除鳞工艺研究 被引量:1
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作者 唐勇 吴伟 谭沁源 《热加工工艺》 北大核心 2025年第2期103-108,共6页
为了减少酸洗工艺在去除镍合金轧制盘元表面氧化皮(除鳞)时所产生的工艺金属损失及污染排放,依据高压磨料水射流除鳞工艺特点,建立完整的轧制镍合金除鳞工艺实验替代酸洗工艺装置,设定盘条收线速度、水压、磨料浓度等除鳞工艺参数,针对... 为了减少酸洗工艺在去除镍合金轧制盘元表面氧化皮(除鳞)时所产生的工艺金属损失及污染排放,依据高压磨料水射流除鳞工艺特点,建立完整的轧制镍合金除鳞工艺实验替代酸洗工艺装置,设定盘条收线速度、水压、磨料浓度等除鳞工艺参数,针对两种不同工艺生产过程中的镍合金盘元进行表面氧化皮去除,进行除鳞工艺前后的镍合金盘条抗拉强度、伸长率以及电子探针(EPMA)检测的表面形貌对比分析。结果表明:经过除鳞工艺前后对比,金属损耗基本低于0.5%;镍合金盘条抗拉强度变化不明显,强度相当;伸长率基本保持不变,满足标准要求;电子探针检测(EPMA)显示不同盘条除鳞后表明氧化皮基本去除。所建立的高压磨料水射流除鳞工艺装置,能够达到除鳞效果,证实该高压磨料水射流除鳞工艺可行可靠。 展开更多
关键词 高压磨料水射流 镍合金盘元 除鳞 EPMA
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前混合水射流组合喷丸的机理与试验研究
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作者 马泳涛 张越江 +3 位作者 刘兰荣 李春凡 孙万顺 孙宝成 《表面技术》 北大核心 2025年第9期225-238,共14页
目的对18CrNiMo7-6渗碳钢进行不同丸粒条件下的混合射流喷丸研究。方法基于Hertz理论分析,构建一次喷丸工艺的残余应力场解析预测模型,并进行试验验证,在此基础上获取达到残余应力场近饱和的喷丸试验参数;选择不同的丸粒类型、压力等试... 目的对18CrNiMo7-6渗碳钢进行不同丸粒条件下的混合射流喷丸研究。方法基于Hertz理论分析,构建一次喷丸工艺的残余应力场解析预测模型,并进行试验验证,在此基础上获取达到残余应力场近饱和的喷丸试验参数;选择不同的丸粒类型、压力等试验参数来探究二次微细喷丸处理渗碳钢对其残余应力、表面质量的影响规律。结果在一次喷丸(First-shot peening)处理获得饱和残余应力场的条件下,采用ϕ0.1 mm的铸钢丸和ϕ0.05 mm的强化钢丸/玻璃丸进行二次喷丸(Secondary-shot peening)时,随着喷丸强度的提高,铸钢丸喷丸处理出现了过喷,并发生残余应力消退(消残)现象,在最高强度下残余应力最大值所在深度降低了约50μm,总影响深度降低了约120μm,表面粗糙度Ra随之增大,由0.78μm升至1.78μm;微细强化钢丸未对已有残余应力场造成过大的影响,表面粗糙度先减小后增大,最低为0.81μm;微细玻璃丸对试样的残余应力场、表面粗糙度的影响不大。铸钢丸在压力2 MPa、喷嘴移速16 mm/s,或微细强化钢丸在6 MPa、4 mm/s时,其喷丸效果更好。结论二次喷丸工艺中,在适宜的喷丸强度下使用微细丸粒不仅能增强原有的残余应力场,还可以显著提高一次喷丸处理后的表面质量。 展开更多
关键词 前混合水射流 二次喷丸 微细喷丸 粗糙度 残余应力 饱和残余应力场
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前混合水射流单道次喷丸的特性研究
3
作者 孙宝成 刘兰荣 +3 位作者 马泳涛 王俊龙 张越江 孙万顺 《航空制造技术》 北大核心 2025年第17期122-133,共12页
为了研究单道次喷丸的凹坑基础形貌和残余应力场与喷丸参数间的相关规律,总结了影响喷丸改性效果的主要因素及内在关联。试验采用课题组自主研发的前混合水射流喷丸装置,对18CrNiMo7–6渗碳钢进行台上试验。通过调节喷嘴移动速度和更换... 为了研究单道次喷丸的凹坑基础形貌和残余应力场与喷丸参数间的相关规律,总结了影响喷丸改性效果的主要因素及内在关联。试验采用课题组自主研发的前混合水射流喷丸装置,对18CrNiMo7–6渗碳钢进行台上试验。通过调节喷嘴移动速度和更换阻尼来改变试样表面喷丸覆盖率,以此验证覆盖率与单道次坑深、残余应力场之间的关系;通过对射流结构及试验数据的分析,研究喷丸参数对扩散宽度和扩散角的影响;通过改变喷丸参数,验证喷丸强度与残余应力场的关系。试验结果表明,覆盖率是影响单道次坑深的主要因素,在高覆盖率下由于丸粒的重复冲蚀作用造成材料去除,导致单道次坑深增长速率远大于低覆盖率;压力是影响射流扩散角的主要因素,12 MPa后射流扩散角达到稳定值3.3°,并通过回归分析建立了喷嘴入口压力与扩散角的关系式;残余应力场受喷丸强度影响较大,表面残余应力与最大残余应力值所在层深和残余应力总层深受丸粒直径影响较大,相较于大尺寸丸粒,小尺寸丸粒能够引入更大幅值的表面残余应力,最大残余应力值受丸粒速度影响较大。 展开更多
关键词 18CrNiMo7–6渗碳钢 前混合水射流喷丸 凹坑基础形貌 覆盖率 残余应力场
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高压水射流破煤性能测试实验平台设计
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作者 王凤超 许瑞 +2 位作者 陈嘉涵 吴楠楠 王利军 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第5期147-154,共8页
该文设计了一种高压水射流破煤性能测试实验平台,平台的射流发生系统、运动控制系统和煤样加载系统相互配合,用于研究不同射流参数下的煤岩体破碎规律,并进一步结合多种测量和分析手段,获得用于指导工程实践的实验数据。该文以垂直摆阵... 该文设计了一种高压水射流破煤性能测试实验平台,平台的射流发生系统、运动控制系统和煤样加载系统相互配合,用于研究不同射流参数下的煤岩体破碎规律,并进一步结合多种测量和分析手段,获得用于指导工程实践的实验数据。该文以垂直摆阵射流破煤实验为例,在实验平台开展了射流压力、冲击靶距、喷嘴直径、摆动速度和振动频率对射流破煤体积的影响规律研究,并用极差和方差分析方法探明了各种因素对垂直摆阵射流破煤体积的影响程度。高压水射流破煤性能测试实验平台具有操作简便安全、功能丰富等优点,可支撑科研与教学创新发展。 展开更多
关键词 高压水射流 煤岩体破碎 实验平台 性能评价
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电磁阀控制井下增压器输出特性
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作者 何宇航 廖华林 +3 位作者 王敏生 王华健 牛继磊 魏俊 《中国石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期194-200,共7页
超高压水射流井底岩石切槽应力卸载方法是提高破岩效率的有效手段,然而现有井下增压装置为被动增压,超高压脉冲射流输出持续时间短且难以实现输出频率可控可调,导致切槽效率低。设计一种新型电磁阀控制井下增压器,通过室内实验和数值模... 超高压水射流井底岩石切槽应力卸载方法是提高破岩效率的有效手段,然而现有井下增压装置为被动增压,超高压脉冲射流输出持续时间短且难以实现输出频率可控可调,导致切槽效率低。设计一种新型电磁阀控制井下增压器,通过室内实验和数值模拟相结合的方式分析其增压性能和输出特性。结果表明:增压装置的输出特性为高压射流和低压射流组合而成的混合脉冲射流,输出波形近似方波且输出频率可调;输出特性受输入压力与结构参数的影响较大,输入压力和活塞面积比增大,使得峰值压力升高而增大了射流切槽能力,活塞行程增大延长了超高压水射流的持续时间,提高了水射流切槽效率。 展开更多
关键词 深部硬岩 高压水射流切槽 井下增压装置 射流特性 可控可调
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喷水推进泵空化诱导压力脉动特性的试验研究
6
作者 龚波 张正川 +4 位作者 尹俊连 冯超 李宁 许锐 王德忠 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第1期148-156,共9页
为探讨喷水推进泵内空化流动结构演变对压力脉动特性的影响,本文结合高速摄像和压力脉动同步测量展开了试验研究。结果表明:随着空化条件加剧,叶顶出现了泄漏涡核空化、剪切层旋涡空化、叶顶吸力侧片状空化和云状空化等复杂空化流动结构... 为探讨喷水推进泵内空化流动结构演变对压力脉动特性的影响,本文结合高速摄像和压力脉动同步测量展开了试验研究。结果表明:随着空化条件加剧,叶顶出现了泄漏涡核空化、剪切层旋涡空化、叶顶吸力侧片状空化和云状空化等复杂空化流动结构;叶顶低压区随着空化区域增大而增大;在泄漏流夹带下空化云不断翻滚,增加了空化云的不稳定性;空化云尺度随空化条件加剧而增大。大尺度空化云会导致强烈的压力脉动。空化区边缘的空泡破碎会带来压力冲击成份。压力脉动主频是叶频,次主频是二倍叶频。主频和次主频幅值在片状空化时小幅增长,在云状空化时大幅增大。垂直空化涡发展会导致叶片前缘附近压力面压力和局部压差下降,这是泵性能断裂的重要原因。 展开更多
关键词 喷水推进混流泵 空化流动结构 高速摄像 叶顶泄漏涡 云状空化 压力脉动 时域分析 频谱特征
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水射流联合刀齿冲击非均质受载岩石的破损特征及能量演化规律
7
作者 马宏宇 万文 +4 位作者 王龙 陈勇 杨宇轩 邓舜春 周永 《工矿自动化》 北大核心 2025年第7期122-134,148,共14页
为研究深部复杂地层高应力环境下水射流联合刀齿破碎非均质岩石的效率及机理,基于光滑粒子流体动力学-有限元方法,以含石英、长石、方解石3种组分的砂岩为研究对象建立数值计算模型,研究了单齿单独破碎均质岩石、单齿单独破碎非均质岩... 为研究深部复杂地层高应力环境下水射流联合刀齿破碎非均质岩石的效率及机理,基于光滑粒子流体动力学-有限元方法,以含石英、长石、方解石3种组分的砂岩为研究对象建立数值计算模型,研究了单齿单独破碎均质岩石、单齿单独破碎非均质岩石、水射流联合单齿异轨迹破碎非均质岩石、水射流联合单齿同轨迹破碎非均质岩石4种破碎方式下,非均质岩石的损伤破坏特征及时效特性,分析了受载岩石的破损能量演化规律,揭示了水射流联合刀齿冲击非均质岩石的损伤破坏机理。研究结果表明:水射流联合单齿破碎非均质岩石时,低强度组分与组分界面处将形成损伤脆弱区,且在应力集中作用下易导致主裂缝萌生及扩展,形成大范围重度损伤区;水射流联合单齿异轨迹和同轨迹破碎方式分别在破岩宽度和深度方面具有优势,从岩石破碎面积整体效果出发,水射流联合单齿异轨迹破碎方式较好;在水射流联合刀齿冲击作用下,非均质受载岩石破损能量变化以内能为主,其最大值出现时刻早于动能最大值出现时刻,高强度组分对其内能累积具有促进作用;非均质受载岩石的初始损伤主要由压剪应力导致,随后在压剪应力为主、拉应力为辅及应力集中效应的综合作用下发生瞬时断裂破坏。 展开更多
关键词 煤炭开采 巷道掘进 刀齿破岩 高压水射流 非均质岩石 破坏特征 能量演化
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磨料水射流与纯水射流切割混凝土效率的对比研究
8
作者 朱树伟 《绿色科技》 2025年第8期276-280,共5页
针对高压磨料水射流与纯水射流在切割混凝土等材料时的效能差异问题,采用水射流切割混凝土试验进行了纯水射流和磨料水射流在不同喷嘴横移速度、靶距和泵压3种工况下对3种强度混凝土试件(C30、C40、C50)切割深度的影响规律的对比研究,... 针对高压磨料水射流与纯水射流在切割混凝土等材料时的效能差异问题,采用水射流切割混凝土试验进行了纯水射流和磨料水射流在不同喷嘴横移速度、靶距和泵压3种工况下对3种强度混凝土试件(C30、C40、C50)切割深度的影响规律的对比研究,结果表明:高压磨料水射流切割比高压纯水切割效果更加明显,随着喷嘴横移速度逐渐增大,水射流切割混凝土深度的衰弱速度逐渐减小,切割表面的质量会有所降低,切割深度也有所减小;随着靶距的增加,水射流切割混凝土的深度呈现先增大后减小的趋势,当靶距达到8 cm时切割深度达最大;水射流在泵压的增加下对混凝土的切割深度是呈线性增加的。采用磨料水射流以合理的喷嘴横移速度、靶距和泵压切割会有明显优势。 展开更多
关键词 高压水射流 磨料水射流 切割深度 混凝土
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高压水射流辅助锥形PDC齿破碎花岗岩试验研究 被引量:4
9
作者 王大勇 马红滨 +4 位作者 李欣龙 熊超 史怀忠 黄中伟 赫文豪 《石油机械》 北大核心 2024年第7期36-44,共9页
深部地层岩石硬度高、研磨性强、可钻性差,地质条件复杂、施工难度大,高压水射流辅助钻井可有效延长钻头寿命,提高钻进效率。采用室内试验与理论分析相结合的方法,开展了高压水射流辅助锥形PDC齿破碎花岗岩试验,分析了高压水射流辅助锥... 深部地层岩石硬度高、研磨性强、可钻性差,地质条件复杂、施工难度大,高压水射流辅助钻井可有效延长钻头寿命,提高钻进效率。采用室内试验与理论分析相结合的方法,开展了高压水射流辅助锥形PDC齿破碎花岗岩试验,分析了高压水射流辅助锥形PDC齿和常规PDC齿破碎花岗岩特性,揭示了射流压力、喷射距离、喷嘴直径及喷射角度等因素对锥形PDC齿破岩效果的影响规律。研究结果表明:在高压水射流辅助破岩条件下,锥形PDC齿与常规PDC齿的破岩比能分别降低了17.36%与19.63%;射流压力越大,射流辅助锥形PDC齿破岩效果越好;在研究条件下,喷距范围为5~10 mm可使水射流辅助锥形PDC齿破岩效果最佳;当喷嘴直径为2 mm时,切削力离散系数最小;喷射角度为30°时,锥形PDC齿切削力与破岩比能达到最小值;喷射角度为20°时,切削力离散系数最小,切削力最稳定。研究结果可为适用于深部硬岩钻井的锥形PDC钻头水力结构设计与优化提供理论支撑。 展开更多
关键词 高压水射流 锥形PDC齿 联合破岩 花岗岩 切削力 破岩特性
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地面井分层卸压的煤系气合采原理及方式探讨 被引量:3
10
作者 李瑞 金丽红 +1 位作者 夏彬伟 葛兆龙 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期171-179,共9页
为了进一步认识制约煤系气合采的因素,提高煤系合层排采各产层的产气贡献,分别从动力、通道和气源条件出发,分析了煤系气合采的必备因素。基于改变地应力状态提高储层导流能力以及分层改变储层流体压力,满足多层合采动力条件的原理,提... 为了进一步认识制约煤系气合采的因素,提高煤系合层排采各产层的产气贡献,分别从动力、通道和气源条件出发,分析了煤系气合采的必备因素。基于改变地应力状态提高储层导流能力以及分层改变储层流体压力,满足多层合采动力条件的原理,提出了地面井分层卸压的煤系气合采方式。该方式通过在地面进行定向钻井,在目标储层中进行高压水射流作业,人工创造卸压空间(缝、槽、穴等),改变地应力状态,降低有效应力伤害,增加储层导流通道的数量和开度,提高目标储层压降传递速率。待储层压力降至符合煤系气合采动力条件时进行合层排采,从而提高煤系合采各产气层的产气贡献。相较于常规增产改造措施,此方式能够减少煤系气储层在有效应力作用下的储层伤害,且有助于提高储层压降传递效率,增强煤系气的解吸和扩散,降低多层煤系气合采过程中的层间干扰。在以上研究基础上,认为地面井分层卸压的合采方式主要适用于储层地应力大、产层间距小的煤系气储层,且有望在薄互层煤系气储层增产改造及层间干扰严重的叠合共生煤系储层开发领域进行应用推广。 展开更多
关键词 煤系气 分层卸压 多层合采 高压水射流 地应力 有效应力
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高燃压中型运载火箭发射地面低高度排导技术 被引量:1
11
作者 陈劲松 张国栋 +2 位作者 王帅 葛立新 宋征宇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期12-20,共9页
综合高燃压中型运载火箭高密度发射燃气流地面排导需求及烧蚀风险分析,提出基于地面双面导流装置与高位挡流墙结合的地面低高度排导技术方案。利用火箭发射燃气动力学研究总结的燃气流膨胀特性以及导流型面设计方法,解决了地面低高度排... 综合高燃压中型运载火箭高密度发射燃气流地面排导需求及烧蚀风险分析,提出基于地面双面导流装置与高位挡流墙结合的地面低高度排导技术方案。利用火箭发射燃气动力学研究总结的燃气流膨胀特性以及导流型面设计方法,解决了地面低高度排导技术涉及的地面导流装置导流型面气动设计以及尺度控制两个关键问题。地面低高度排导技术方案设计与燃气流场瞬态仿真多轮叠代,实现了燃气流排导烧蚀范围合理控制,避免了燃气流低高度排导烧蚀反溅影响箭体。地面低高度排导技术采用专利支撑的喷水冷却防护方案实现高燃压中型运载火箭发射燃气流强烧蚀环境发射系统、发射设施综合防护。基于喷流缩比试验相似性控制方法研制了1∶10比例喷流缩比试验系统,通过喷流缩比试验验证确认高燃压中型运载火箭发射燃气流能够实现地面低高度安全、顺畅排导,同时与发射台、导流装置结构融合的阵列喷水方案能够行之有效解决高燃压中型运载火箭地面低高度排导强烧蚀难题。 展开更多
关键词 高燃压运载火箭 地面排导 低高度排导 燃气流场 喷水防护 喷流缩比试验
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前混合水射流喷丸单丸粒冲击特性研究
12
作者 马泳涛 王俊龙 +4 位作者 孙宝成 张越江 孙万顺 刘兰荣 李春凡 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第15期14-23,共10页
单丸粒冲击特性是研究混合射流表面喷丸强度和覆盖率的基础指标,丸粒特性与靶材特性均会对冲击后的弹坑形态产生影响。以不同热处理后的18CrNiMo7-6低碳合金钢为靶材,研究了不同丸粒冲击条件下的弹坑特性。从弹坑形成机理出发,建立了单... 单丸粒冲击特性是研究混合射流表面喷丸强度和覆盖率的基础指标,丸粒特性与靶材特性均会对冲击后的弹坑形态产生影响。以不同热处理后的18CrNiMo7-6低碳合金钢为靶材,研究了不同丸粒冲击条件下的弹坑特性。从弹坑形成机理出发,建立了单丸粒冲击弹坑尺寸模型,并通过试验研究,修正了高硬度靶材弹坑的误差,使弹坑深度预测误差降低到30%以下。在此基础上,研究了弹坑相关特征参数(深径比、坑深坑直径占比、脊高)的规律。结果表明,丸粒硬度和靶材硬度对深径比以及坑深直径占比影响最为显著,而弹坑周边的脊状结构只存在于低硬度靶材中。各参数对脊高的影响由大到小分别为丸粒直径、丸粒硬度和丸粒速度。 展开更多
关键词 喷丸 前混合水射流 弹坑尺寸模型 深径比 坑深坑直径占比 脊高
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带钢表面高压水射流清洗机理及试验研究
13
作者 胡志威 《液压与气动》 北大核心 2024年第8期182-188,共7页
高压水射流技术是冷轧带钢表面清洗的有效技术手段,为了探究高压水射流清洗带钢表面污垢的工作机理,基于计算流体力学理论建立了高压水射流打击力模型,分析了打击力与喷嘴压力和流量的关系。通过正交理论,开展了带钢清洗效果的试验验证... 高压水射流技术是冷轧带钢表面清洗的有效技术手段,为了探究高压水射流清洗带钢表面污垢的工作机理,基于计算流体力学理论建立了高压水射流打击力模型,分析了打击力与喷嘴压力和流量的关系。通过正交理论,开展了带钢清洗效果的试验验证,并对不同工况参数下带钢清洗后的表面形貌进行了分析。结果显示,工作压力对于提高带钢清洗后的表面质量影响最为显著。此外,适当增大清洗角度和喷射距离也有助于提高清洗后带钢的表面质量,为优化清洗工艺提供了重要的参考依据。 展开更多
关键词 高压水射流 打击力 喷嘴 带钢 表面形貌
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基于正交试验法的铝合金车体高压水清洗喷嘴结构优化 被引量:3
14
作者 孙浩 栾锋 +3 位作者 冯乐乐 赵鹏 陈萧阳 张军 《液压与气动》 北大核心 2024年第1期122-130,共9页
抑尘剂等复杂的化合物黏着在铝合金车体上,导致车体污染十分严重,高压水射流清洗方法能够有效去除铝合金车辆车体表面黏着的化合物。通过分析圆柱形、锥形、文丘里形和余弦形喷嘴的射流流场分布、射流出口速度、最大壁面静压、相同清洗... 抑尘剂等复杂的化合物黏着在铝合金车体上,导致车体污染十分严重,高压水射流清洗方法能够有效去除铝合金车辆车体表面黏着的化合物。通过分析圆柱形、锥形、文丘里形和余弦形喷嘴的射流流场分布、射流出口速度、最大壁面静压、相同清洗宽度下压力值范围,得到余弦形喷嘴的清洗性能最佳,锥形喷嘴次之。基于正交试验法设计五因素、四水平正交试验表,得到常用清洗压力下余弦形喷嘴的最优结构参数:进口直径为40 mm、出口直径为20 mm、过渡段半径为40 mm、出射段长度为25 mm、过渡与余弦部分长度比为4。按照最优喷嘴结构参数进行建模,得到三组压力值下高压水出射速度比未优化前提高了2%,且优化效果随着入口压力值的提高而有所下降。在优化后的喷嘴结构参数下进一步计算得出入口压力为10 MPa时,靶距设置为250 mm能达到较好的清洗效果和节能作用。 展开更多
关键词 铝合金车体 高压水射流 正交试验 喷嘴 结构优化
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第三系半成岩富水砂岩隧道水平高压旋喷桩复合结构超前预加固研究 被引量:2
15
作者 王秋懿 张海涛 +3 位作者 张金江 徐华 王清华 许劲松 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2462-2473,共12页
在诸如第三系半成岩地层等富水软弱均质地层的隧道建设中,常采用水平高压旋喷桩进行洞内超前预加固,但水平旋喷桩往往因自身抗拉强度低在承受较大荷载时容易发生断裂破坏。依托云南临沧至清水河高速公路王家寨隧道工程,提出了一种在桩... 在诸如第三系半成岩地层等富水软弱均质地层的隧道建设中,常采用水平高压旋喷桩进行洞内超前预加固,但水平旋喷桩往往因自身抗拉强度低在承受较大荷载时容易发生断裂破坏。依托云南临沧至清水河高速公路王家寨隧道工程,提出了一种在桩体内插入小直径钢管的水平高压旋喷复合结构。通过力学理论分析、数值模拟与现场监测,对比分析了水平高压旋喷桩素桩与复合结构的力学机制与对围岩加固作用,并对钢管布置形式及直径进行优化设计。研究表明:在300 kPa水压下,复合结构相比素桩的挠度值降低了34.8%,最大拉应力降低了37.5%,受力模式明显改善,承受的极限水压力荷载大幅提升至700 kPa,对围岩拱顶沉降、应力也有一定削减作用;增加拱顶钢管布置密度可有效降低桩体拉应力,而减少钢管直径则会导致钢管拉应力增大;建议实际工程中拱顶间隔1根桩体布置108 mm钢管,拱肩间隔2~3根布置89 mm钢管,边墙可不设钢管。 展开更多
关键词 第三系半成岩 水平高压旋喷桩 钢管复合结构 受力机制 极限水压荷载
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基于5DOF的隧道摄像头清洗装置控制系统设计
16
作者 边艳妮 杨雨升 +3 位作者 王超 张军 叶敏 刘晓娜 《中国工程机械学报》 北大核心 2024年第2期214-219,共6页
针对隧道内摄像头镜面污染严重,影响隧道监控管理的问题,基于高压水射流技术,提出了一种5自由度的机械臂清洗装置。分析系统的功能需求,采用电驱动的方式对机械臂的控制系统进行设计,基于比例积分微分控制(PID)原理设计了各关节的定位功... 针对隧道内摄像头镜面污染严重,影响隧道监控管理的问题,基于高压水射流技术,提出了一种5自由度的机械臂清洗装置。分析系统的功能需求,采用电驱动的方式对机械臂的控制系统进行设计,基于比例积分微分控制(PID)原理设计了各关节的定位功能,并用物联网监控的方式开发了远程APP测控系统。通过室内实验确定了最优的清洗工艺参数,并进行了现场的清洗实验。实验结果表明:其能够实现隧道摄像头镜面的有效清洗,清洗装置各关节的定位相对误差在1.4%以内,为隧道内摄像头或者标识物的清洗提供了安全高效的机械化方式。 展开更多
关键词 隧道清洗 控制系统 机械臂 高压水射流 物联网
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密闭空间内高压过冷水射流冲击高温铅铋熔池能质传输数值模拟研究
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作者 袁俊杰 刘莉 +5 位作者 包睿祺 罗皓天 贾政 田晓艳 李达 顾汉洋 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1958-1969,共12页
蒸汽发生器传热管破裂(SGTR)事故是铅铋冷却快堆(LFR)最为严重的设计基准事故之一,将导致二回路高压过冷水通过管道破口高速射流注入一回路高温液态铅铋(LBE),强烈的相间热质传输可能引发蒸汽爆炸,严重威胁堆芯结构的完整性。为了揭示S... 蒸汽发生器传热管破裂(SGTR)事故是铅铋冷却快堆(LFR)最为严重的设计基准事故之一,将导致二回路高压过冷水通过管道破口高速射流注入一回路高温液态铅铋(LBE),强烈的相间热质传输可能引发蒸汽爆炸,严重威胁堆芯结构的完整性。为了揭示SGTR事故现象机理,本文基于VOF多相流模型、LES湍流模型和Lee相变模型,考虑容器内覆盖气体层作用,建立了密闭空间内高压过冷水射流冲击高温LBE多相流动与瞬态传热传质过程的三维数值计算模型,重点分析了过冷水温度及入口压力对射流发展和射流周围环境(即覆盖气体层和LBE区域)的影响。结果表明,典型的射流按相态可分为4个区域,即水-蒸汽过渡区、多相流区、末端水相区和蒸汽斑块区。射流沸腾主要发生在射流中心区域和两侧的相界面上,相变产生的蒸汽夹带残余水相沿着界面从射流的末端向顶部迁移,计算工况下最大沸腾速率通常在喷管出口处,为7090 kg/(m^(3)·s)。覆盖气体层和LBE区压力与过冷水温度和入口压力均呈正相关,LBE区压力会随着射流发展逐渐增加,同时蒸汽的迁移可能引起LBE区压力发生波动,在4.4 ms时间内在覆盖气体层和LBE区获得的最大压力分别为0.157 MPa和0.351 MPa。本文结果揭示了射流沸腾机理与压力演化特性,为铅铋冷却快堆SGTR事故系统安全评估提供了理论支撑。 展开更多
关键词 密闭空间 高压过冷水射流 高温LBE 能质传输 数值模拟
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基于高水压射流的盾构泥饼切割试验研究
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作者 刘朋飞 温博为 +4 位作者 杨钊 陈培帅 姬付全 宋相帅 宋同兴 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第S01期230-236,共7页
为解决高水压射流清理泥饼布置方式无依据等问题,研制泥饼压制设备和高水压射流装置,并以强风化泥质粉砂岩作为试验材料,开展高水压射流切割泥饼试验,研究射流压力、流量、传输介质等参数对泥饼切割宽度和深度的影响。主要结论有:1)随... 为解决高水压射流清理泥饼布置方式无依据等问题,研制泥饼压制设备和高水压射流装置,并以强风化泥质粉砂岩作为试验材料,开展高水压射流切割泥饼试验,研究射流压力、流量、传输介质等参数对泥饼切割宽度和深度的影响。主要结论有:1)随着冲刷距离的增大,泥饼切割宽度先增大然后逐渐减小至0,而切割深度则逐渐减小;2)射流压力相同的情况下,当流量从49.1 L/min增大至110.0 L/min时,高水压射流对泥饼的切割宽度增大,当流量从110.0 L/min增加至202.8 L/min时,切割宽度反而减小,切割深度则随着流量的增加而增大;3)射流流量相同的情况下,水压力越大,则切割宽度和深度也越大;4)在水中进行泥饼切割时,高水压射流对泥饼的作用以冲刷为主,难以产生有效的切割。 展开更多
关键词 黏性地层 盾构施工 泥饼处治 高水压射流 泥饼切割
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坚硬顶板高压磨料射流侧向切顶煤柱卸荷技术研究 被引量:2
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作者 季飞 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第1期120-126,共7页
针对坚硬顶板下临空巷道存在的高应力、大变形、难支护等问题,分析了磨料射流能量分布情况,研究了磨料颗粒及高压水射流的冲击破岩作用。基于“砌体梁”原理,建立不同岩性条件下的岩层周期破断力学模型,研究了巷道侧向切顶条件下上覆岩... 针对坚硬顶板下临空巷道存在的高应力、大变形、难支护等问题,分析了磨料射流能量分布情况,研究了磨料颗粒及高压水射流的冲击破岩作用。基于“砌体梁”原理,建立不同岩性条件下的岩层周期破断力学模型,研究了巷道侧向切顶条件下上覆岩层断裂情况,采用数值模拟分析切顶前后煤柱应力变化情况,提出了磨料射流侧向切顶煤柱卸荷技术。现场试验结果表明,采用磨料射流切顶后巷道高度变形量减小38.7%,宽度变形量减小45.8%,巷道变形得到有效控制。同时,切顶后每日最大总能量降低85.5%,平均每日总能量降低82.6%。验证了磨料射流侧向切顶对坚硬顶板的弱化效果,为坚硬顶板弱化治理提供了一种新的技术手段。 展开更多
关键词 坚硬顶板 切顶 临空巷道 煤柱应力 磨料射流 高压水射流
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高压柱塞泵关键部件超声空化水喷丸表面强化工艺研究 被引量:1
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作者 段士伟 李萍 康敬波 《农机使用与维修》 2024年第5期24-28,共5页
高压柱塞泵是高端液压装备的核心元件,但由于其工作环境恶劣且内部几何结构复杂,国内缺乏良好的关键部件强化手段,导致国产高压柱塞泵寿命较低。该文利用超声波诱导水体产生空化泡,空泡溃灭产生射流冲击待强化表面,可获得良好的强化效... 高压柱塞泵是高端液压装备的核心元件,但由于其工作环境恶劣且内部几何结构复杂,国内缺乏良好的关键部件强化手段,导致国产高压柱塞泵寿命较低。该文利用超声波诱导水体产生空化泡,空泡溃灭产生射流冲击待强化表面,可获得良好的强化效果。为能够多维度分析不同参数对表面完整性的影响,以加工时间、靶向距离、超声振幅(声压强度)为试验因素,试件表面粗糙度和残余应力为评价指标,设计三因素三水平正交试验。结果表明,超声空化水喷丸工艺可以提高其表面性能,是一种十分有研究前景的强化方式。 展开更多
关键词 超声空化 喷丸 高压柱塞泵 钛铝合金 表面完整性
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