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济阳坳陷临南洼陷扭张断层发育特征及其成因机制
1
作者 汤梦静 吴笑荷 +5 位作者 谷国翠 董大伟 陈兴鹏 尹瑞洁 耿圣玺 刘青云 《断块油气田》 北大核心 2025年第6期941-949,共9页
济阳坳陷新生代以来发育近NS向隐伏扭张断层,具有规模小、识别难、分布广的特点,对于圈闭发育具有重要控制作用。基于高精度三维地震精细构造解析,采用构造物理模拟实验,探讨了济阳坳陷临南洼陷扭张断层的类型及成因机制。研究结果表明... 济阳坳陷新生代以来发育近NS向隐伏扭张断层,具有规模小、识别难、分布广的特点,对于圈闭发育具有重要控制作用。基于高精度三维地震精细构造解析,采用构造物理模拟实验,探讨了济阳坳陷临南洼陷扭张断层的类型及成因机制。研究结果表明:1)临南洼陷浅层NS向扭张断层沿深部的NS向基底断层发育,南部缓坡带较为发育,规模大、数量多,而中部凹陷带发育程度较低,规模小、数量少。2)新生代控盆断层夏口断层差异活动导致的差异伸展作用是先存NS向基底断层局部复活形成浅层NS向扭张构造的主要原因。3)上覆地层厚度差异是临南洼陷NS向扭张构造分布差异的主控因素,夏口断层上盘的凹陷带新生界地层厚度大,NS向基底断层不易复活;夏口断层下盘的缓坡带新生界地层厚度较小,NS向基底断层相对容易复活。 展开更多
关键词 扭张断层 基底断层 发育特征 成因机制 构造物理模拟 临南洼陷
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变压器油中电弧故障动态压力规律与仿真技术研究综述 被引量：1
2
作者 张书琦 赵义焜 +5 位作者 文韬 赵毅 李元 郑华龙 罗亮 张广金 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第9期3357-3369,I0007,共14页
特高压变压器是电力系统中的核心设备,当变压器油中发生电弧故障时,变压器油分解产生气体造成油箱内压力陡升,并引发爆燃事故,造成恶劣影响。该文旨在探讨特高压变压器油中电弧故障后的压力产生机制、传递机理及变化规律。首先,总结现... 特高压变压器是电力系统中的核心设备,当变压器油中发生电弧故障时,变压器油分解产生气体造成油箱内压力陡升,并引发爆燃事故,造成恶劣影响。该文旨在探讨特高压变压器油中电弧故障后的压力产生机制、传递机理及变化规律。首先,总结现有的油中电弧故障压力规律和压力仿真技术,从波形影响因素、传递影响因素及动边界的影响3个方面研究压力规律。其次,从冲击波、气泡脉动压力和静压力3个阶段分析压力仿真技术。最后,明确气-液-固耦合的全过程压力仿真计算方法对于模拟变压器燃爆过程具有更佳效果。该方法综合考虑电弧产气、气体运动产生压力,以及压力与油箱动边界相互作用的过程,建立三者之间的耦合算法。该文研究可为压力仿真计算、变压器防爆设计提供一定参考。 展开更多
关键词 变压器油 电弧故障 压力仿真技术 压力产生机制
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深部高承压“Y”型分支断层底板突水机理模拟试验研究 被引量：1
3
作者 李昂 张文忠 +3 位作者 周永根 王伟东 田胜祺 杨宇轩 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第7期223-233,共11页
普遍分布于淮南矿区的“Y”型分支断层由于其特殊的构造特征,较常规断层更容易发生活化突水,为揭示深部开采高承压水“Y”型分支断层底板突水机理,提出安全开采关键性技术参数,以刘庄煤矿8号煤工作面底板为研究对象,研发了一种新型原岩... 普遍分布于淮南矿区的“Y”型分支断层由于其特殊的构造特征,较常规断层更容易发生活化突水,为揭示深部开采高承压水“Y”型分支断层底板突水机理,提出安全开采关键性技术参数,以刘庄煤矿8号煤工作面底板为研究对象,研发了一种新型原岩相似材料及与之匹配度较高的承压水模拟系统,依托自制的相似试验平台,采用数字图像相关法、水压传感器、水流量监测系统及红外热成像等多种定量及定性监测手段,对开采扰动与承压水导升协同作用下底板突水机理进行模拟研究。结果表明:可循环使用的新型棒体、块体材料与硅胶水囊承压水系统契合良好,能够科学可靠地模拟现场情况;工作面推进63 cm是“Y”型分支断层进入活化阶段的临界点,此后承压水沿主断层向分支断层内导升,水压逐渐增大;当工作面推进至71 cm,底板分支断层完全活化,工作面发生突水,主断层水压降低、水流量增大;采动应力对底板裂隙发育具有显著的影响,分支裂隙呈现出沿垂直方向扩展发育的规律,工作面推过79 cm,底板裂隙逐渐闭合,突水情况得到缓解。结合模拟结果及现场实际情况,探讨了3种“Y”型分支断层底板突水应对治理措施和预案,为类似断层底板防治水研究提供一定的参考。 展开更多
关键词 “Y”型分支断层 底板突水机理 相似模拟试验 数字图像相关法 红外热成像
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大规模逆断层采空区顶板稳定性研究
4
作者 周琳 江成玉 +3 位作者 王沉 夏勋鹏 梁正伟 龙在云 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第8期1421-1429,共9页
为了探究含断层磷矿体顶板的稳定性,以贵州某矿为工程背景,基于FLAC3D数值模拟,通过构建含断层磷矿体力学模型推导了含断层磷矿体顶板最大下沉量公式,并使用数学分析方法优选出拟合效果最佳的下沉量公式相关系数为a=3.4823、b=0.6023,... 为了探究含断层磷矿体顶板的稳定性,以贵州某矿为工程背景,基于FLAC3D数值模拟,通过构建含断层磷矿体力学模型推导了含断层磷矿体顶板最大下沉量公式,并使用数学分析方法优选出拟合效果最佳的下沉量公式相关系数为a=3.4823、b=0.6023,最后结合现场工程试验验证含断层磷矿体顶板最大下沉量公式的准确性。数值模拟结果显示,三个矿房的顶板最大下沉量分别为25、14、10 mm;公式计算结果显示,三个矿房采空区顶板最大下沉量分别为25 21、15 43、10 67 mm,公式计算结果与数值模拟结果高度一致,且与现场实测结果误差范围在±2 mm内,验证了公式的准确性。研究表明:断层的存在会使得磷矿体采空区上覆岩层的下沉量增大,其最大下沉量与矿房到断层的铅锤距离呈现负相关,越靠近断层的矿房,直接顶下沉量越高。 展开更多
关键词 断层 磷矿体 顶板稳定性 力学模型 数值模拟
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摆线传动系统摆线轮故障动力学特性研究
5
作者 易相宏 牛蔺楷 熊晓燕 《机电工程》 北大核心 2025年第3期407-419,共13页
摆线传动系统是现代精密机械关键传动形式之一,其故障对设备的可靠性和精密性都有重要影响。为探究摆线轮故障对摆线传动系统产生何种影响,基于多体动力学方法以及动力学模型,对摆线轮剥落故障下摆线传动系统的接触力及非线性动力学特... 摆线传动系统是现代精密机械关键传动形式之一,其故障对设备的可靠性和精密性都有重要影响。为探究摆线轮故障对摆线传动系统产生何种影响,基于多体动力学方法以及动力学模型,对摆线轮剥落故障下摆线传动系统的接触力及非线性动力学特性进行了研究。首先,综合考虑了材料属性、接触刚度、碰撞阻尼等因素,应用SolidWorks建立了系统三维模型,在摆线轮上切除了特定深度和宽度的缺陷,以模拟实际工况下摆线轮的剥落故障,并使用RecurDyn建立了多体动力学仿真模型;然后,对正常和剥落故障时的摆线针轮接触力进行了分析;最后,基于摆线轮故障模型,建立了三自由度故障系统动力学模型,根据理论分析结合数值仿真分析了不同参数对系统动力学行为的影响。研究结果表明:不同程度的摆线轮轮齿边缘剥落故障对周期分布应力峰值大小的影响存在差异,但均会导致新的、明显的应力峰值;摆线轮轮齿根部剥落损伤导致针轮出现新的应力峰值,同时会使摆线轮均布应力峰值增大,针轮均布应力峰值减小;当摆线轮无故障时,随着外激励频率的增加,系统的Poincaré截面均为稳定的不动点;而当摆线轮存在深度为1×10^(-5) mm的剥落故障时,随着外激励频率的增加,系统的相轨迹转变为不变环面,其Poincaré截面由稳定不动点逐渐失稳并分岔出一个稳定的不变圈;此外,碰撞阻尼的增加会使Poincaré截面上的稳定不变圈逐渐失去稳定性,最终破裂并转变为混沌吸引子。该研究不仅可为摆线传动系统的故障诊断和状态监控提供理论依据,还可为系统的优化设计提供参考。 展开更多
关键词 机械传动 摆线传动系统 剥落故障 非线性动力学 RecurDyn仿真 摆线针轮接触力 旋转矢量减速器
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基于PO-VMD-BiLSTM和声音信号的传动齿轮箱点蚀故障诊断
6
作者 张淋杭 吴鲁纪 +4 位作者 师陆冰 杨林杰 江鹏 齐建军 秦佳音 《机电工程》 北大核心 2025年第8期1469-1478,共10页
传动齿轮箱在运转过程中时常伴随着大量的噪声,会影响基于声音信号进行故障诊断的准确度,因此,针对齿轮箱点蚀声音信号故障特征难以提取、故障准确精度低的问题,提出了一种基于鹦鹉优化变分模态分解算法(PO-VMD)-双向长短期记忆网络(BiL... 传动齿轮箱在运转过程中时常伴随着大量的噪声,会影响基于声音信号进行故障诊断的准确度,因此,针对齿轮箱点蚀声音信号故障特征难以提取、故障准确精度低的问题,提出了一种基于鹦鹉优化变分模态分解算法(PO-VMD)-双向长短期记忆网络(BiLSTM)和声音信号的传动齿轮箱点蚀故障诊断方法。首先,分析了鹦鹉优化变分模态分解算法和双向长短期记忆网络,利用声压传感器采集了齿轮箱的声音信号;然后,基于VMD的参数需要优化的问题,采用PO优化算法对关键参数进行了寻优,利用PO-VMD优化算法提取了声音信号中的时域特征,建立了声音信号的特征向量;最后,利用BiLSTM网络模型对故障特征进行了训练测试,实现了齿轮箱的故障识别目的,并利用中心距91.5 mm齿轮疲劳实验台,采集了不同程度的点蚀故障的声音信号,对基于PO-VMD-BiLSTM和声音信号的传动齿轮箱点蚀故障诊断方法的有效性进行了验证。研究结果表明:基于PO-VMD-BiLSTM的传动齿轮箱不同程度的点蚀故障的声音故障诊断识别的准确度从60.75%提升到了97.75%,识别准确度提升了约61.67%。该方法可以有效提高基于声音信号的传动齿轮箱点蚀故障诊断的准确度。 展开更多
关键词 机械传动系统 声音信号 模拟仿真信号构建 鹦鹉优化变分模态分解 双向长短期记忆网络 声音故障诊断识别
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基于MTF-DARCNN的滚动轴承故障诊断方法
7
作者 金岩 缪成翔 《机电工程》 北大核心 2025年第11期2084-2095,共12页
针对传统卷积神经网络模型由于滚动轴承的负载或转速变化而导致故障识别性能下降这一问题,提出了一种创新的基于马尔科夫转移场(MTF)与双注意力残差卷积神经网络(DARCNN)的轴承故障诊断方法。首先,采用MTF将原始信号转换为具有时间相关... 针对传统卷积神经网络模型由于滚动轴承的负载或转速变化而导致故障识别性能下降这一问题,提出了一种创新的基于马尔科夫转移场(MTF)与双注意力残差卷积神经网络(DARCNN)的轴承故障诊断方法。首先,采用MTF将原始信号转换为具有时间相关性的二维图像,这种转换有助于更好地捕捉信号的时序特征;然后,构建了压缩和激励-多尺度注意力模块(SE-MSAM),该模块能够有效提取不同尺度下的特征信息,以增强模型对多层次特征的理解;接着,设计了轻量级残差模块(LRM),该模块不仅降低了计算复杂度,还提升了特征学习的有效性,增强了模型的整体性能;最后,引入全局注意力模块(GAM)提升了特征区分,基于此开发MTF-DARCNN方法用于轴承故障诊断;并采用了美国凯斯西储大学及本实验室机械故障模拟(MFS)轴承数据集,在变工况条件下,对模型故障诊断的鲁棒性与泛化性能进行了实验验证。研究结果表明:MTF-DARCNN方法在变负载和变转速的工况下,平均识别准确率分别达到了99%和98.47%;此外,在不同工况下,该方法的诊断稳定性也明显优于其他诊断方法;这些高准确率的结果充分验证了MTF-DARCNN方法不仅具备卓越的故障识别能力,还展现了在面对多样化工况挑战时的更高泛化能力。这意味着在工况变化的条件下,该方法能有效进行故障诊断,确保设备的正常运行。 展开更多
关键词 轴承故障识别准确率 马尔科夫转移场 双注意力残差卷积神经网络 压缩和激励-多尺度注意力模块 轻量级残差模块 全局注意力模块 机械故障模拟
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配电线路单相触树接地故障建模分析与仿真
8
作者 贾曜霆 王军 +2 位作者 王棣生 宁鑫 孙章 《电网技术》 北大核心 2025年第6期2615-2622,I0142,共9页
植被因生长、风偏等原因接触配电线路时,可能导致导线单相触树接地故障(tree-contact single-phase-to-ground fault,TSF),故障易引燃植被进而引发火灾。TSF故障受多种因素影响,故障形成机制复杂,故障发展过程难以通过传统高阻接地模型... 植被因生长、风偏等原因接触配电线路时,可能导致导线单相触树接地故障(tree-contact single-phase-to-ground fault,TSF),故障易引燃植被进而引发火灾。TSF故障受多种因素影响,故障形成机制复杂,故障发展过程难以通过传统高阻接地模型进行分析。为此,该文基于TSF试验现象、植被温度测量结果和泄漏电流数据,构建了符合植被引燃前TSF故障机理的等效电路模型并开展研究。研究了电弧、树木等TSF等效电路模型组件的电热特性,分析了温度等影响因素对电路组件特性的影响。基于放电基本理论建立了电弧组件的电阻模型,基于焦耳发热等理论建立考虑温度变化的树木等效电阻模型,最终基于回路电阻模型,实现了TSF故障过程的泄漏电流模拟。经过试验验证,基于电阻等效模型的泄漏电流模拟准确度较高,模拟波形与实测波形相关系数平均值为0.9879,泄漏电流第一峰值的模拟误差平均值在1%以内。利用模型研究了植被尺寸对引燃电流的影响规律。结果表明:随植被接入高度的增加,引燃电流呈二次函数规律下降;随植被半径的增加,引燃电流呈二次函数规律上升。 展开更多
关键词 单相触树高阻接地故障 建模 仿真 机理分析
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深部咸水层CO_(2)封存的热−水−力模型研究
9
作者 魏子俊 高科 《地质科技通报》 北大核心 2025年第4期129-141,共13页
碳捕获与储存技术对缓解全球气候危机至关重要,深部咸水层因巨大储存潜力成为首选储存地点。然而,CO_(2)受浮力作用易通过裂缝或断层向地面逃逸。因此,研究CO_(2)注入对天然断层影响以及断层活化对CO_(2)迁移的反馈效应意义重大。构建... 碳捕获与储存技术对缓解全球气候危机至关重要,深部咸水层因巨大储存潜力成为首选储存地点。然而,CO_(2)受浮力作用易通过裂缝或断层向地面逃逸。因此,研究CO_(2)注入对天然断层影响以及断层活化对CO_(2)迁移的反馈效应意义重大。构建了完全耦合的两相热−水−力模型,以模拟CO_(2)注入、断层失效与羽流传播间相互作用。研究表明:①断层激活后渗透率分布呈显著二分性,且高渗区形成与孔隙压力场时空演化紧密耦合,率先失效区域促进孔压释放并抑制了断层进一步活化,使断层呈局部激活特征。②CO_(2)迁移范围与岩体冷却区域不等价,羽流逸散快速而广袤,经2 a注入羽流前缘可达1500 m;温度场扩散缓慢且集中,经20 a注入冷却区域仅200 m,受限温度场不易诱使断层活化,利于碳封存长期安全。③断层构型对封存安全性具有重大影响,以逆断层封闭性能最佳,正断层最劣,走滑断层介于两者之间,逆断层对CO_(2)有效封存量比正断层高出约25%。建立的含损伤行为的两相热−水−力模型鲁棒性良好,能准确刻画断层渐进失效与羽流迁移的复杂交互机制,为碳封存工程长期安全性评估提供了理论与技术支撑。 展开更多
关键词 CO_(2)地质封存 断层活化 CO_(2)泄露风险 热−水−力模型 数值模拟 深部咸水层
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齿轮箱轴承滚子提前剥落失效原因分析及试验研究
10
作者 张斌 王迪 +4 位作者 于长鑫 盛玉奇 王晓东 章有良 连芸英 《机电工程》 北大核心 2025年第11期2141-2148,共8页
针对某型齿轮箱轴承滚子在工况模拟寿命试验中提前剥落失效的问题,利用故障树分析法(FTA)系统研究了失效原因。首先,通过电镜、热酸洗、切片微裂纹、气体元素含量等检查,发现了滚子为疲劳剥落失效,且表面经热酸洗后存在大量麻点,内部含... 针对某型齿轮箱轴承滚子在工况模拟寿命试验中提前剥落失效的问题,利用故障树分析法(FTA)系统研究了失效原因。首先,通过电镜、热酸洗、切片微裂纹、气体元素含量等检查,发现了滚子为疲劳剥落失效,且表面经热酸洗后存在大量麻点,内部含有贯穿性微裂纹;然后,建立了故障树,从设计、试验、材料、加工四个方面对失效故障进行了排查;最后,利用理论计算、仿真分析、宏微观检查、尺寸检测以及金相分析,排除了设计和试验异常的可能性,验证了材料及热处理质量达标,详细分析了失效原因,并提出了改进措施。研究结果表明:滚子失效的主要原因是锻造加热温度过高,导致内部组织损伤并产生微裂纹,在与套圈滚道之间不断滚压作用下进一步扩展,最终引发疲劳剥落;工艺改进后的滚子通过了5000 h工况模拟寿命试验,相同试验条件下的寿命比失效滚子延长了1.5倍以上。由于加工工艺缺陷容易导致滚子早期失效,建议选用合适的工艺并适当增加热酸洗检验环节,可以提高产品的质量及可靠性。 展开更多
关键词 机械传动 传动箱轴承 滚动体 工况模拟 寿命试验 疲劳剥落失效 故障树分析法 加工工艺
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断层斜交岩质高边坡开挖变形特征及其治理效果评价--以陕南地区某岩质高边坡为例 被引量：7
11
作者 石玉玲 侯明杰 +2 位作者 李怀鑫 晏长根 文奎 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2024年第3期400-413,共14页
为厘清断层斜交岩质高边坡开挖变形特性以及边坡治理后的时变特性,以陕南地区某断层斜交岩质高边坡为例,综合采用现场调查、数值模拟以及多点位移监测等方法分析断层斜交岩质高边坡破坏机制,归纳了断层斜交岩质高边坡的主要致灾因子,分... 为厘清断层斜交岩质高边坡开挖变形特性以及边坡治理后的时变特性,以陕南地区某断层斜交岩质高边坡为例,综合采用现场调查、数值模拟以及多点位移监测等方法分析断层斜交岩质高边坡破坏机制,归纳了断层斜交岩质高边坡的主要致灾因子,分析了边坡开挖过程中的变形特性,并探讨了边坡治理的时效性。结果表明:研究区域地形陡峭,受断层和坡脚开挖影响呈现出典型临空地形地貌,且受地质构造影响,出露岩体破碎程度较高,节理裂隙发育;基于数值仿真论证了断层斜交岩质高边坡采用“上部锚索锁固+中部坡体刷方+下部锚索和抗滑桩加固”方案治理的可行性,现场调查和监测数据结果表明边坡治理效果明显;断层处流土溶蚀效应明显,强降雨诱发岩质高边坡后缘断层附近平台发生塌陷,在断层和坡脚部位增设排水措施后坡体病害得到有效缓解,整体变形速率得到有效控制。研究成果对断层斜交岩质高边坡的治理及破坏机制分析具有参考意义。 展开更多
关键词 断层 岩质高边坡 边坡防治 破坏机制 数值仿真 变形特性 治理评价 陕西
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塔里木盆地F_(Ⅰ)17走滑断裂北段奥陶纪差异变形机制 被引量：1
12
作者 蔡振忠 李兵 +4 位作者 罗枭 李会元 李梦勤 李正阳 王青红 《新疆石油地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期401-408,共8页
为明确走滑断裂对碳酸盐岩油气成藏的作用,基于三维地震资料,分析F_(Ⅰ)17走滑断裂北段的发育特征与构造变形过程,结合地质建模,开展走滑断裂形成及演化的砂箱物理模拟。研究区内的F_(Ⅰ)17走滑断裂可分为南、北2段,南段为近北东—南西... 为明确走滑断裂对碳酸盐岩油气成藏的作用,基于三维地震资料,分析F_(Ⅰ)17走滑断裂北段的发育特征与构造变形过程,结合地质建模,开展走滑断裂形成及演化的砂箱物理模拟。研究区内的F_(Ⅰ)17走滑断裂可分为南、北2段,南段为近北东—南西走向,主要发育雁列式断裂,奥陶纪一间房组整体以隆升为主,垂向上的变形幅度较大;北段为近北北东—南南西走向,主要发育线性走滑断裂,在奥陶纪一间房组变形微弱,局部地区可见地层微幅度下掉。砂箱物理模拟实验结果表明:线性走滑断裂的主位移带上会形成一系列隆起带,而走向偏转的走滑断裂在南段形成一系列隆起带,在北段则表现为地层下掉;在同一应力条件下,走滑断裂初始走向的差异会导致断裂受力发生变化,进而影响其演化过程。F_(Ⅰ)17走滑断裂南段的压隆段应力更加集中,局部裂缝和溶洞更发育,油气更为富集,油气勘探效果优于北段。 展开更多
关键词 塔里木盆地 阿满过渡带 奥陶纪 走滑断裂 差异变形机制 物理模拟
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全尺寸高压开关柜电缆绝缘故障电致燃烧试验研究及机理分析 被引量：8
13
作者 张佳庆 陈庆涛 +5 位作者 柯艳国 赵恒阳 尚峰举 贾佳 过羿 马国明 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期42-49,共8页
由于开关柜的封闭特性,长期以来研究人员对于开关柜内火灾发展的时空演变规律缺乏认知,对电缆放电能否引燃、如何燃烧有争议,针对性的防范措施缺乏依据。燃烧试验难度大,全尺寸试验难以开展。文中针对高压开关柜电缆单相接地短路引发火... 由于开关柜的封闭特性,长期以来研究人员对于开关柜内火灾发展的时空演变规律缺乏认知,对电缆放电能否引燃、如何燃烧有争议,针对性的防范措施缺乏依据。燃烧试验难度大,全尺寸试验难以开展。文中针对高压开关柜电缆单相接地短路引发火灾的过程开展研究。搭建全尺寸试验平台,研究掌握了电缆短路起火过程中开关柜内外以及电缆外皮的温度分布情况。开展了多物理场仿真研究,构建了开关柜起火模型,掌握了火灾蔓延规律。基于仿真和试验结果对电缆电致燃烧过程中电缆材料分解过程及材料分解对燃烧的影响进行了分析。通过上述研究,掌握了高压开关柜电缆绝缘故障燃烧机理,掌握了电缆外皮温度可以很好的反应开关柜内部故障温度,为开关柜火灾预防奠定了基础。 展开更多
关键词 燃烧模拟 电缆故障 数值模拟 引燃机理 材料热解
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煤矿“Y”型断层分支底板断裂力学判据及模拟研究
14
作者 李昂 孙靖昕 +5 位作者 张文忠 张壮 杨宇轩 王伟东 吕伟 范六一 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期92-105,共14页
【目的】断层分支作为主断层的一部分普遍存在,不易引起人们重视,但断层分支是引起突水的主要因素之一。【方法】以安徽刘庄煤矿为工程地质背景,在考虑Mohr-Coulomb准则岩体压剪断裂判据基础上,建立断层分支渗流与应力双重影响下的断裂... 【目的】断层分支作为主断层的一部分普遍存在,不易引起人们重视,但断层分支是引起突水的主要因素之一。【方法】以安徽刘庄煤矿为工程地质背景,在考虑Mohr-Coulomb准则岩体压剪断裂判据基础上,建立断层分支渗流与应力双重影响下的断裂力学灾变模型,分析得出断层分支发生劈裂破坏时的临界水压及断层分支到底板破碎区最小安全距离,研究断层倾角、最小主应力、主断层长度和渗透水压对临界水压及最小安全距离的影响规律和主控影响因素,并模拟分析断层分支在采动影响下塑性区及渗流场的演化特征,开展现场压水试验的验证工作。【结果和结论】结果表明:(1)断层分支倾角越大越易发生突水;最小主应力越大,断层分支裂隙越不容易发生扩展;(2)当主断层倾角为60°且断层分支与主断层夹角为60°时,模拟分析结果显示在工作面推进至断层分支正上方位置时,断层导升通道整体活化贯通;当工作面推过断层分支正上方10 m后,断层分支尖端裂隙与工作面底板破坏带贯通并引起底板突水;(3)通过现场压水试验验证了理论计算的正确性,证实断层分支会造成底板裂隙提前与断层相互贯通,引起工作面出水。研究结果可为煤矿采场底板含此类断层分支时的防水煤柱留设提供一定参考。 展开更多
关键词 底板突水 “Y”型断层分支 断裂力学模型 断层突水 数值模拟 现场试验
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基于机液联合仿真模型的闸门启闭机故障注入及诊断研究 被引量：4
15
作者 李浩宇 徐平 +1 位作者 铁瑛 黄建章 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第13期198-209,共12页
为了对含故障特征的弧形闸门系统运行信号进行评估和故障诊断研究,基于某弧形闸门试验平台检测数据,建立弧形闸门启闭机构的机液联合仿真模型,进行模型相似度分析和修正。通过基于闸门实时开度反馈信号闸门状态控制策略对闸门进行工作... 为了对含故障特征的弧形闸门系统运行信号进行评估和故障诊断研究,基于某弧形闸门试验平台检测数据,建立弧形闸门启闭机构的机液联合仿真模型,进行模型相似度分析和修正。通过基于闸门实时开度反馈信号闸门状态控制策略对闸门进行工作状态的控制,提高了仿真效率和稳定性,获得更符合实际的状态特征。在模型中注入液压系统与机械系统故障,分析故障对闸门运行信号产生的影响。为了充分体现故障特征信息,选取多个信号进行融合并调整权重分配,基于加权多通道数据融合方法解决了故障识别精度波动大的问题,为了提高网络模型的泛化能力,在网络模型中加入残差结构进行优化,基于迁移学习的卷积神经网络解决了故障识别精度低的问题。结果表明,构建的模型可以表现出弧形闸门工作过程中重要信号比如压力、流量、振动等信号特征的动态变化;使用改进后的加权多通道数据融合的基于残差结构优化的神经网络准确率达到了97.17%。 展开更多
关键词 弧形闸门 机液联合仿真 故障诊断 迁移学习
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深层—超深层海相碳酸盐岩成储成藏机理与油气藏开发方法研究进展 被引量：29
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作者 马永生 蔡勋育 +9 位作者 黎茂稳 李慧莉 朱东亚 邱楠生 庞雄奇 曾大乾 康志江 马安来 石开波 张军涛 《石油勘探与开发》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期692-707,共16页
基于钻井、地震、测井、测试以及实验分析等新资料,针对中西部叠合盆地深层—超深层海相碳酸盐岩层系成储、成藏和油气藏高效开发面临的关键科学问题开展持续攻关。研究表明:(1)断裂主导形成的储集体和古老层系白云岩储层是深层—超深... 基于钻井、地震、测井、测试以及实验分析等新资料,针对中西部叠合盆地深层—超深层海相碳酸盐岩层系成储、成藏和油气藏高效开发面临的关键科学问题开展持续攻关。研究表明:(1)断裂主导形成的储集体和古老层系白云岩储层是深层—超深层海相碳酸盐岩两类重要的储层;以断裂为主导形成的规模储集体,根据成因可进一步分为3种类型:断裂活动过程中构造破裂形成的缝洞储集体、致密碳酸盐岩受断裂和流体双重改造形成的储集体与早期丘滩等高能相带受断裂和流体改造形成的储层;优势丘滩相、早期白云石化和溶蚀、酸性流体环境、膏盐岩封盖和超压是优质白云岩储层形成和保持的关键。(2)中国中西部叠合盆地海相碳酸盐岩层系富有机质页岩主要发育于被动陆缘深水陆棚、碳酸盐缓坡等环境中,构造-热体制是控制深层—超深层油气藏赋存相态的重要因素,改造型动力场控制中西部叠合盆地深层—超深层海相碳酸盐岩油气成藏与分布。(3)普光等高含硫酸性气田开发过程中硫析出堵塞井筒,采用井筒溶硫剂配合连续油管解硫堵效果明显;基于沉积模拟的双重介质建模数模一体化技术可以精细刻画水侵前缘空间展布及变化,并据此提出气井全生命周期调、排、堵控水对策。(4)超深断控缝洞油气藏开发过程中,储层应力敏感,渗透率随压力下降而显著降低,产量递减较快;凝析气藏相态变化快,压降显著影响凝析油采出程度;据此提出“注水+注天然气”重力驱油藏开发方法和“高注低采”天然气驱凝析气藏开发方法;采用分层次约束、逐级地质建模和流-固-热耦合的复合介质数值模拟有效提高了油气藏开发生产动态模拟的预测精度。 展开更多
关键词 深层—超深层海相碳酸盐岩 油气成藏机理 礁滩相高含硫酸性气藏 超深断控缝洞油气藏 井筒硫沉积 流-固-热耦合数值模拟
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准噶尔盆地西北缘断裂带构造变形机制--基于物理实验模拟研究 被引量：1
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作者 豆方鹏 李江海 彭谋 《地质通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期527-535,共9页
准噶尔盆地西北缘发育以红车(红山嘴、车排子)、克白(克拉玛依、百口泉)和乌夏(乌尔河、夏子街)为代表的边缘断裂系统,是影响石炭纪—三叠纪地层发育特征和控制油气聚集的关键因素。准噶尔盆地西北缘断裂带属性及形成机制是地球科学界... 准噶尔盆地西北缘发育以红车(红山嘴、车排子)、克白(克拉玛依、百口泉)和乌夏(乌尔河、夏子街)为代表的边缘断裂系统,是影响石炭纪—三叠纪地层发育特征和控制油气聚集的关键因素。准噶尔盆地西北缘断裂带属性及形成机制是地球科学界广泛讨论的问题,并一直存在争议。基于区域地质背景和前人研究成果,采用物理砂箱实验模拟准噶尔盆地西北缘断裂带构造变形机制。实验结果表明,乌夏、克白断裂带主要由一条西倾的主断裂控制,两侧断裂不对称分布,为不对称状花状断裂。红车断裂带主要由2条主断裂控制,呈雁列状分布,整体表现为近似对称的花状构造。通过物理模拟正演,认为准噶尔盆地西北缘早石炭世—晚三叠世演化过程可分为2个阶段,即残余洋盆俯冲阶段和右旋走滑阶段。准噶尔盆地西北缘构造石炭纪—三叠纪地层圈闭发育,可能是逆冲断裂和褶皱形成的断鼻、断块和排列背斜,这些伴生构造圈闭是准噶尔盆地西北缘油气成藏的关键因素。 展开更多
关键词 准噶尔盆地西北缘 玛湖凹陷 物理模拟 断裂带 构造变形
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地下金属矿采动作用下断层带滑移失稳机制及影响规律
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作者 曾斌鹏 张家华 +1 位作者 安龙 李元辉 《中国矿业》 北大核心 2024年第8期115-126,共12页
以山东省某矿山为工程背景,针对采动作用下断层带易产生滑移失稳问题,采用三维离散-连续耦合数值方法和理论分析的方法开展研究。计算了岩体质量RMR、原岩应力、开采条件及断层产状对断层及其近区围岩稳定性的影响规律,基于断层滑移量... 以山东省某矿山为工程背景,针对采动作用下断层带易产生滑移失稳问题,采用三维离散-连续耦合数值方法和理论分析的方法开展研究。计算了岩体质量RMR、原岩应力、开采条件及断层产状对断层及其近区围岩稳定性的影响规律,基于断层滑移量和剪应力差两个指标,建立了开采卸荷对断层影响程度的量化评估方法。研究结果表明:随着采场跨度、采场埋深的增大,断层的扰动区范围逐渐增大;随着RMR、断层倾角、采场到断层距离的增大,断层的扰动区范围逐渐减小;当断层倾角小于45°时,断层极易产生滑移;在此基础上,采用扰动响应准则与摩尔-库伦准则,分析获得不同条件影响下开采后作用在断层上的正应力和附加剪应力的变化规律,揭示采动作用对断层滑移失稳的影响机制。进一步采用矩阵散点图方法,得出各影响因素之间的相关性较弱,采场到断层距离与断层滑移量之间的相关性最强;采用核岭回归算法建立断层滑移量的预测模型,验证模型预测误差低于10%,表明该模型可以实现对采动作用下的断层滑移量的预测,本研究为采动作用下断层滑移及其近区围岩稳定性分析及预测提供理论及思路支撑。 展开更多
关键词 断层滑移 数值模拟 力学模型 断层扰动区 核岭回归算法
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基于故障物理的低频电源柜可靠性评估和预测
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作者 韩文兴 闵渊 +3 位作者 孙博 周乐阳 杨诚 樊冬明 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期249-257,282,共10页
提出了基于故障物理的系统可靠性预计方法,实现低频电源柜系统的可靠性评估和预测。首先,依据低频电源柜的功能关系及备件情况,构建了系统可靠性模型,并对低频电源柜系统进行故障模式、机理及影响分析(FMMEA),得到系统的薄弱单元及现有... 提出了基于故障物理的系统可靠性预计方法,实现低频电源柜系统的可靠性评估和预测。首先,依据低频电源柜的功能关系及备件情况,构建了系统可靠性模型,并对低频电源柜系统进行故障模式、机理及影响分析(FMMEA),得到系统的薄弱单元及现有和潜在的故障模式。针对薄弱单元,构建有限元仿真模型及故障物理模型。考虑到制造不确定性及模型不确定性等不确定因素的影响,利用蒙特卡洛方法,获取了各故障影响下的低频电源柜薄弱单元的寿命分布。通过时间竞争原理,融合多故障对产品的影响,获取融合故障的可靠度结果。最后,依据各单元可靠度结果及系统可靠性框图模型,计算系统的可靠度函数、故障率及平均故障前时间,并进行可靠性灵敏度分析。为核反应堆低频电源柜提出了有效的可靠性评估和预测方法,有助于发现薄弱环节提高可靠性水平,为核能领域可靠性提升提出了新思路。 展开更多
关键词 故障物理 故障模式、机理及影响分析(FMMEA) 有限元仿真 可靠性评估和预测
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逆断层错动诱发铁路路基变形演化机制
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作者 梁经纬 蔡德钩 +1 位作者 闫宏业 尧俊凯 《铁道建筑》 北大核心 2024年第6期17-23,共7页
针对断裂带震间蠕滑及同震黏滑错动会导致穿越活动断裂带铁路路基出现不均匀变形与裂缝的问题,通过自主研发的多角度、速率可控的L形边界断层错动室内模型试验装置以及数值仿真计算,分析考虑岩土体黏聚力与抗拉强度损失的联合损伤因子,... 针对断裂带震间蠕滑及同震黏滑错动会导致穿越活动断裂带铁路路基出现不均匀变形与裂缝的问题,通过自主研发的多角度、速率可控的L形边界断层错动室内模型试验装置以及数值仿真计算,分析考虑岩土体黏聚力与抗拉强度损失的联合损伤因子,揭示了不同断裂带倾角、不同断裂带与线路走向夹角情况下逆断层错动诱发路基及地基变形演化机制。结果表明:逆断层错动影响下,路基顶面竖向出现S形隆起,水平方向上路基整体呈现向断层固定盘方向的推覆变形;根据路基边坡变形特点,可将边坡划分为推覆变形区、推覆-鼓胀变形区、潜在不稳定区;逆断层错动下,断层错动盘上方破裂属张拉破裂,断层固定盘上方大面积破裂既由张拉变形所导致,也由剪切变形所导致,属拉-剪混合型破裂;对于地基深部静止区与楔形剪切区之间的弧形破裂,随着破裂逐渐向地表延伸,破裂性质逐渐由剪切破裂向拉-剪混合型破裂转化。 展开更多
关键词 铁路路基 演化机制 模型试验 数值模拟 断层错动
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