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题名准静态应变率下的煤岩非线性力学特性
被引量：10
- 1
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作者
刘晓辉
郝齐钧
吴世勇
张茹
余洁
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机构
西华大学流体与动力机械教育部重点实验室
西华大学能源与动力工程学院
雅砻江流域水电开发有限公司
四川大学水利水电学院
四川大学深地科学与工程教育部重点实验室
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期1437-1445,共9页
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基金
国家重点研发计划资助项目(2016YFC0600702)
四川省教育厅重点科研基金资助项目(18ZA0457)
四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室开放基金资助项目(SKHL1718)
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文摘
为研究开挖扰动下煤岩的非线性力学特征,利用MTS815伺服刚性试验机对芙蓉白皎煤矿煤岩进行10-5~10-2s-1准静态应变率下的单轴压缩试验,分析准静态应变率下煤岩的应力-应变曲线、抗压强度、弹性模量、泊松比等力学特性的变化规律,基于煤岩显著的非线性力学特征,修正并验证黏弹性损伤本构模型的合理性。研究表明:①煤岩单轴压缩荷载作用下具有明显的压密、线弹性、塑性屈服、峰后破坏4个阶段;煤岩力学特性应变率相关性突出,随着应变率的增加,压密阶段缩短,线弹性阶段增长,屈服阶段应力强化特征及峰后破坏阶段应力软化特征趋于明显;②由于原生裂隙的闭合和扩展,煤岩受载作用下,各阶段均呈现显著的非线性力学特征,随着应变率的增加,压密阶段和线弹性阶段表现出的明显非线性特征呈减弱趋势;③准静态应变率10-5~10-2s-1范围内,抗压强度随应变率增加由8.83MPa增加至12.57MPa,增长率42.35%;弹性模量随应变率增加总体呈现先增加后减小的变化趋势,在10-5~10-4s-1应变率区间,弹性模量由1644MPa增加至1825MPa,随后在10-4~10-2s-1应变率区间内减小,变化趋势发生明显转折;泊松比在准静态应变率下随应变率增加而呈现逐渐减小的变化趋势,从1.53下降到0.71,减小53.59%;整个准静态应变率范畴下,煤岩的力学特征参数(抗压强度、弹性模量、泊松比)均表现出显著的非线性变化趋势,均在临界应变率10-3s-1附近发生转折。④利用一个损伤体和一个Maxwell模型并联方式,综合考虑准静态应变率下煤岩的非线性变化特征后,引入材料常数a对胡克定律进行修正,推导得出准静态应变率下煤岩的非线性损伤演化本构方程,并结合煤岩单轴压缩试验对其合理性进行验证。
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关键词
煤岩
准静态应变率
力学特征
非线性
本构方程
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Keywords
coal rock
quasi-static strain rate
mechanical properties
nonlinear
constitutive equation
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分类号
TD313
[矿业工程—矿井建设]
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题名基于拓扑优化的变速箱壳体轻量化设计
被引量：31
- 2
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作者
沈伟
廖敏
王强
王霜
易军
王川东
何旭
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机构
西华大学机械工程学院
西华大学流体与动力机械教育部重点实验室
四川省机械研究设计院
成都主导科技有限责任公司
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出处
《农机化研究》
北大核心
2018年第4期234-241,共8页
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基金
国家重点研发计划项目(2016YFD0700400)
流体动力及机械教育部重点实验室项目(szjj2016-011
JYBFX-YQ-1)
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文摘
针对某丘陵山区小型联合收割机变速箱轻量化问题,对变速箱壳体进行结构优化设计。以变速箱壳体的柔顺度最小为目标函数,应用变密度法进行变速箱拓扑优化,去除部分多余材料,并进行了加强筋设计;基于响应面法建立变速箱壳体结构尺寸多目标优化模型,发现箱体壁厚和加强筋2宽度对变速箱壳体强度、刚度影响较大,再应用综合指数评价法得到壳体结构尺寸参数的最优解;最后,进行优化前后对比分析。结果表明:优化后壳体质量减少了17.1%,强度和刚度还有所提高。
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关键词
收割机
变速箱壳体
轻量化
拓扑优化
响应面
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Keywords
harvester
transmission case
lightweight
topology optimization
response surface
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分类号
S225.4
[农业科学—农业机械化工程]
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题名不同应变率下煤岩破坏特征及其本构模型
被引量：14
- 3
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作者
郑钰
施浩然
刘晓辉
张文举
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机构
西华大学能源与动力工程学院
西华大学流体与动力机械教育部重点实验室
中国市政工程西南设计研究总院有限公司
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出处
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期27-39,共13页
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基金
四川省教育厅重点科研基金(18ZA0457)
西华大学重点科研基金(Z17113)
+1 种基金
西华大学研究生创新基金(ycjj2020110)
深地科学与工程教育部重点实验室(四川大学)开放基金(DESE202003)。
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文摘
利用直径50 mm的分离式霍普金森压杆,对煤岩展开20-100 s^(-1)动态应变率下的单轴冲击压缩试验,结合高速摄影分析其变形破坏特征,并建立基于Weibull统计分布和Drucker-Prager破坏准则的煤岩动态强度型统计损伤本构模型。试验结果表明:(1)煤岩动态应力-应变曲线存在明显的非线性特征,随应变率升高,动态抗压强度与弹性模量均呈线性增长且增幅显著,破坏形态由低应变率下的轴向劈裂破坏向高应变率下的压碎破坏过渡;(2)在动态应变率20-100 s^(-1)下,煤岩破坏后碎块具有明显的分形特性,破碎块度分维值为1.9-2.2,且随着应变率的升高,煤岩破碎程度增大,碎块块度减小;(3)基于Weibull分布参数F_(0)、m和应变率的关系,修正煤岩的本构模型,并与试验结果进行对比,验证该模型的合理性。
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关键词
分离式霍普金森压杆
动态应变率
破碎块度
分形维数
动态本构模型
煤岩
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Keywords
split Hopkinson pressure bar(SHPB)
dynamic strain rate
fragmentation
fractal dimension
dynamic constitutive model
coal rock
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分类号
O382.2
[理学—流体力学]
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题名基于Fluent的气流式集粮箱数值流场的仿真
被引量：5
- 4
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作者
陈思旭
王霜
廖敏
李青涛
卢劲竹
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机构
西华大学机械工程学院
西华大学流体与动力机械教育部重点实验室
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出处
《农机化研究》
北大核心
2018年第1期34-39,共6页
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基金
国家重点研发计划项目(2016YFD0700400)
四川省应用基础研究计划项目(2014JY0055)
+1 种基金
流体及动力机械教育部重点实验室(西华大学)研究课题(szjj2016-011
JYBFX-YQ-1)
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文摘
为了改善小区收割机上麦粒在集粮箱中流化堆积的状况,提高粮食输送能力,深入研究了集粮箱中气流场的分布规律。利用Adams动力学软件建立工作时的振动模型,得到振动响应,在Fluent 15.0软件中对集粮箱进行数值模拟仿真,并通过对其喉管高度、落粒出风管高度、落粒口管锥角及进风口壁面内半径4个参数的变化做正交试验,分析对比得出结果。试验表明:有效结构参数为喉管高度为25mm,落粒出风管高度为60mm,落粒口管锥角为30°,进风管壁面内半径为1 800mm,有利于集粮箱对粮食颗粒的有效风送运输。
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关键词
集粮箱
振动
CFD
气流场
收割机
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Keywords
grain collecting bin
vibration
CFD
air flow field
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分类号
S225
[农业科学—农业机械化工程]
S220.39
[农业科学—农业机械化工程]
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