- 文虎;
<正>煤自燃是威胁矿井安全生产的五大灾害之一,中国90%以上煤层为自燃或容易自燃煤层,每年发生自燃灾害4 000多起,封闭采煤工作面100多个,造成巨大的经济损失。此外,煤自燃火灾也是引起瓦斯爆炸的重要原因,多次引发矿井瓦斯爆炸事故,造成重大人员伤亡。煤自燃是从常温动态发展至燃点的非线性渐变过程,隐蔽致灾进程的精准量化分级、监测预警、应急防控是煤自燃隐患由被动治理向主动防控转变的关键。
2020年06期 v.40;No.176 932页 [查看摘要][在线阅读][下载 1631K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ] |[下载次数：10 ] - 文虎;刘名阳;樊世星;魏高明;刘荫;郝建池;程小蛟;王虎;
为研究煤层在液态CO_2溶浸作用下煤体孔裂隙的演化特征,设计液态CO_2溶浸实验系统,选取3种不同煤质的煤样,干燥后对其进行液态CO_2溶浸实验,在一定压力温度下溶浸30 min,通过扫描电镜和核磁共振测试方法对溶浸前后的煤样进行观测,基于分形理论和T_2谱分布方法定量地对煤体孔裂隙进行分析,分形理论分析得出:3种煤样分形维数均为增大趋势,且直线拟合系数均大于0.967;T_2谱分布分析得出经液态CO_2溶浸后,吸附孔T_2谱面积增长率分别为15.9%,38.1%,29.1%;渗流孔增长率分别为11.9%,55.7%,61.1%;全孔T_2谱面积分别增加24.7%,54.6%,56.1%.结合渗透率理论模型计算1/3焦煤、气煤和褐煤渗透率分别提高了5.56%,13.79%和14.80%.液态CO_2溶浸可有效促进煤体裂隙发育,有利于提高煤体的渗透性。
2020年06期 v.40;No.176 935-944页 [查看摘要][在线阅读][下载 1748K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] |[下载次数：39 ] - 秦雷;王平;林海飞;赵鹏翔;马超;石钰;
为精细化表征低温液氮作用下的煤体孔隙结构,运用氮气吸附法与压汞法,针对褐煤、烟煤和无烟煤3种煤阶,进行液氮冻结处理煤样的孔隙测试和分析。通过孔径分布和比表面积分布2个参数描述液氮冻结前后煤体孔隙结构的变化。实验结果表明,经过单次液氮冻结180 min后,在同一压力下,3种煤体氮气吸附量增加,进汞量增加;3种煤体孔隙的孔径增加。研究得出,单次液氮冻结180 min后,3种煤体的孔径和孔容出现增加,比表面积出现减少;单次液氮冻结处理对不同煤体作用效果不同,褐煤孔容增加最为明显,增加了0.017 8 cm~3/g,烟煤孔容增量仅为褐煤孔容增量的35.4%.无烟煤比表面积减少了0.000 8 cm~3/nm/g,分别为褐煤和烟煤比表面变化量的2.67倍和1.6倍。高阶煤体微孔发育程度高于中低阶煤体,经过单次液氮冻结180 min处理,煤体孔隙结构改变明显。
2020年06期 v.40;No.176 945-952+959页 [查看摘要][在线阅读][下载 2189K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：11 ] |[下载次数：35 ] - 姜立春;张要强;
针对高垂距条件下深竖井混凝土输送管道局部压力过大、磨损严重等问题,提出深竖井混凝土螺旋管降压输送方案,构建螺旋管降压输送计算模型,引入螺旋线方程及阻力修正系数a推导出螺旋管输送压降数学表达式,提出降压系数K,表征结构参数对降压效果的影响。以某深竖井工程为例进行计算,分析螺径与螺距对降压效果的影响,结果表明:K值与螺径间呈正相关关系,K值随螺径增大而增加,变化斜率较小,螺径值变化对降压效果影响较小;K值与螺距间呈负相关关系,随螺距减小而增大,变化斜率较大,螺径值变化对降压效果显著影响,工程实际中应优先减少螺距缓解混凝土输送管道压力,数值模拟结果与计算结果趋势线基本相似。研究成果将为深竖井混凝土料浆管道输送工程提供理论依据。
2020年06期 v.40;No.176 953-959页 [查看摘要][在线阅读][下载 606K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：14 ] |[下载次数：4 ] - 赵筠康;魏作安;杨永浩;路停;庄孙宁;
将尾矿作为资源进行综合开发利用已成为当今热点课题之一,应用响应曲面法,研究了利用金矿尾矿制备烧结砖的烧制工艺中,粘土掺量、烧结温度、保温时间和成型水分对金尾矿烧结砖抗压强度的影响,对金矿尾矿烧结砖的烧制工艺进行了优化研究,建立了烧结砖抗压强度响应曲面模型。通过显著性分析、方差分析及响应曲面图形的综合分析验证了模型的可靠性。确定烧结砖的最佳烧制工艺参数为:粘土掺量35%,烧结温度1 030℃,保温时间105 min,成型水分25%.结果表明:在最佳烧制工艺下,室内烧制的烧结砖抗压强度为22.48 MPa,理论预测的抗压强度22.45 MPa,烧结砖抗压强度的试验值与理论值基本一致。研究成果既符合国家倡导的节能减排、发展循环经济的政策和生态环保政策,又能为金矿尾矿的综合利用提供一条有效可行的途径。
2020年06期 v.40;No.176 960-966页 [查看摘要][在线阅读][下载 1151K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] |[下载次数：18 ] - 侯志勇;李弯弯;王振平;王俊哲;杨婷;
为研究烟煤煤粉在不同堆积形状、堆积厚度下煤粉自燃现象以及自燃过程中临界温度与煤粉堆积厚度的关系,揭示了煤粉不同堆积形状、厚度下的自燃机理。设计了温度为100～140℃下煤粉的氧化放热实验,探讨了以金属网篮交叉法为主的煤粉自燃厚度计算过程,研究了不同环境温度下的煤粉自燃温度和厚度地变化关系。以Frank-Kamenetskii理论模型和氧化动力学模型为研究基础,推导出煤粉自燃临界厚度公式,结合自主搭建实验台,最大限度地模拟实际环境中煤粉的氧化升温过程。结果表明,在生产过程中收尘器布袋积粉厚度大于20 cm时,容易发生煤粉自燃;煤粉堆放环境温度大于30℃时,不宜采用两层堆放方式。该测试方法简单准确,可靠性高,可为其他温度下的煤粉自燃提供很好的实验手段,也为现场煤粉自燃防治提供理论支撑。
2020年06期 v.40;No.176 967-973页 [查看摘要][在线阅读][下载 778K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：14 ] |[下载次数：0 ] - 张铎;唐瑞;王振;邓军;张辛亥;蒋志刚;陈曦;
为有效防治红庆河矿煤层自然发火灾害,利用同步热分析仪测试了该矿不粘煤在4种不同升温速率(5,10,15,20 K/min)下样品质量随温度的变换规律,采用?atava推断法和Popescu法对数据进行了动力学分析。结果表明相同温度下,升温速率越小,煤的反应程度越高;确定了红庆河煤自燃升温过程中8个特征温度点及其阈值。据此将自燃升温过程划分为5个阶段:水分蒸发及气体脱附、吸氧增重、热分解失重、燃烧阶段和燃尽阶段。研究发现第Ⅰ阶段的最概然机理函数符合二维扩散Jander方程,明确了该阶段氧化动力学模式。进而计算出4种不同升温速率下的活化能分别为:64.35,110.91,70.42,59.72 kJ/mol,指前因子分别为3.51×10~(14),1.29×10~(21),3.41×10~(15),1.23×10~(14) s~(-1).活化能和指前因子动力学计算结果揭示了不同升温速率条件下,第Ⅰ阶段煤氧复合反应的程度不同,这为研究煤自燃分级预警方法和主动防控技术提供了重要的理论依据。
2020年06期 v.40;No.176 974-980页 [查看摘要][在线阅读][下载 2300K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] |[下载次数：24 ] - 周海丰;黄庆享;贺雁鹏;
为了掌握神东矿区浅埋煤层8.8 m大采高综采工作面矿压规律和上覆岩层运动规律,指导液压支架选型和顶板管控,以上湾煤矿12402综采工作面为研究对象,采用数值模拟、现场实测和数据分析的方法,总结了8.8 m大采高综采工作面初采期间地表塌陷规律、基本顶初次来压,以及周期来压步距和来压强度规律,分析了周期来压规律与采高、埋深、基岩厚度等因素的关系,对回采期间支架工作阻力频率进行分析;利用正态分布理论对支架选型和适应性进行了评价。研究表明:神东矿区浅埋煤层8.8 m大采高综采工作面上覆岩层呈现"O-X"破断规律,初次来压步距为60 m,周期来压步距17～20.6 m,基本顶初次来压和周期来压步距与采高关系不大,周期来压持续距离、来压范围和来压期间的平均工作阻力随着基岩厚度和埋深的增大而增大,与基岩厚度和埋深成正比,液压支架工作阻力频率符合正态分布,满足使用要求。
2020年06期 v.40;No.176 981-987页 [查看摘要][在线阅读][下载 853K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] |[下载次数：13 ] - 张杰;韩庆福;邸广强;丁自伟;杨敬轩;唐青豹;贾金兑;
深孔预裂爆破技术是巷道开展切顶卸压进行围岩灾害控制的重要手段,爆破参数的合理设计对于取得良好的预裂效果至关重要,以桑树坪二号井3309工作面运输平巷坚硬老顶为研究对象,基于对老顶深孔预裂爆破机制理论研究,通过经验公式计算求解,结合现场深孔爆破试验及爆后孔壁窥视结果分析,最终通过一系列试验确定爆破参数设计孔径为75 mm,深度为15 m,装药长度为2 m(质量6.8 kg),封孔长度为10 m,炮眼间距为0.6 m,单次循环爆破6个炮眼时,炸药爆破能量利用率更高,可在相邻空孔孔壁观察到明显的变形破坏、形成贯穿性裂隙等,预裂效果基本满足巷道顶板超前卸压工程实施需求。研究结果表明:顶板深孔预裂爆破裂隙区相互贯通时可取得最佳的预裂效果,试验中选取装药量越大,炮眼间距越小,导向空孔布置合理,则爆破预裂效果愈加明显。研究成果可为类似条件下坚硬老顶深孔预裂爆破技术研究提供参考依据。
2020年06期 v.40;No.176 988-995页 [查看摘要][在线阅读][下载 1226K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] |[下载次数：4 ] - 赵涛;杨更社;任俊童;韩力;贾海梁;
寒区工程普遍面临低温带来的各种工程灾害问题,其中岩土体冻结后强度特性的变化是核心诱因之一。岩土体冻结后强度提高,有利于岩土体的稳定。但在其解冻过程中强度会发生显著弱化,可能会引发工程灾害,因此必须研究不同负温下冻结岩石的力学特性。对常温(20℃)及不同负温条件下(-2,-4,-6,-8,-10,-12,-15,-20℃)砂岩的抗压强度和抗拉强度特性进行测试。研究结果表明:冻结温度低于-10℃时,岩石主要出现脆性破坏;冻结温度高于-10℃时,岩石以塑-弹性破坏为主。冻结温度对抗拉强度和抗压强度均有显著影响,冻结温度越低,强度越大,-20℃时抗压强度是常温下的3倍,抗拉强度是常温下的4.8倍。不同温度范围内,抗拉强度和抗拉强度随温度的变化速率不同,-2～0℃时其变化速率均达到最大值,抗压强度变化速率为6 MPa/℃,抗拉强度变化速率为0.6 MPa/℃.冻结温度越低,弹性模量越大,0～-8℃时弹性模量变化速率为1.125 MPa/℃,-10～-20℃时变化速率为0.15 MPa/℃.综上分析,不同冻结温度下孔隙冰和未冻水的含量不同,导致不同温度下岩石抗压强度和抗拉强度差异巨大。
2020年06期 v.40;No.176 996-1002页 [查看摘要][在线阅读][下载 820K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：11 ] |[下载次数：5 ] - 刘朝科;任建喜;
为解决传统非线性蠕变模型不能反映模型参数的损伤时效问题,采用西安科技大学和长春朝阳试验仪器有限公司联合研制的高温三轴流变试验机对煤矿巷道底板软砂岩试样进行了三轴压缩蠕变实验,得到软砂岩在三轴压缩下的蠕变变形规律和破坏特征。基于分数阶微分理论,考虑模型参数的损伤时效,通过引入损伤变量,推导得到了一维四元件非定常分数阶蠕变损伤模型和三维模型,并对模型参数进行了敏感性分析,参数β变化可描述砂岩的不同阶段的变形特点,参数α可描述砂岩随时间的损伤规律。根据蠕变试验数据,采用粒子群算法和最小二乘法对分数阶模型参数进行了辨识,将试验曲线、分数阶模型与Burgers模型曲线进行了对比分析,验证了模型的正确性和优越性。研究结果表明,随着底板软砂岩的偏应力水平增大,瞬时应变、蠕变变形、蠕变速率及损伤程度也随着增大,巷道底板的偏应力水平是控制软砂岩变形的关键因素;建立的非定常分数阶蠕变损伤模型能够准确描述巷道底板软砂岩的衰减蠕变、稳态蠕变和加速蠕变的变形特征,尤其描述软砂岩加速段变形规律具有一定的优势,与传统的Burgers模型相比,且具有参数少,并能反映不同阶段模型参数损伤规律的特点。研究结果对相关工程具有一定的应用价值。
2020年06期 v.40;No.176 1003-1009页 [查看摘要][在线阅读][下载 831K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] |[下载次数：8 ] - 刘慧;张尧;张二锋;蔺江昊;贠烨辉;
孔隙砂岩在单轴压缩作用下的破坏过程及模式对能源开采和地下空间工程建设具有重要意义。以陕西渭南细粒砂岩和咸阳粗粒砂岩为研究对象,进行了不同粒径的砂岩在单轴压缩荷载作用下的高速摄影实时观测试验,获得了两种粒度岩样在各个破坏阶段的图像,揭示出两种不同粒度岩样单轴压缩过程中宏观裂纹萌生、扩展、贯通直至岩样破坏的全过程。探讨了孔隙砂岩粒度对其宏观变形破坏过程和模式的影响规律。研究表明,粒径是影响孔隙砂岩单轴压缩破坏模式的一个重要因素,细粒砂岩在破坏瞬间产生强烈的动力效应,而粗粒砂岩在破坏瞬间则没有。粗粒砂岩破坏模式表现为拉伸劈裂,而细粒砂岩破坏模式表现为剪切滑移。从岩样宏观裂纹产生到裂纹贯通过程中,粗粒砂岩裂纹扩展持续时间较长,而细粒砂岩持续时间较短。在残余试件完整性方面,粗粒砂岩完整性较好,细粒砂岩较差。
2020年06期 v.40;No.176 1010-1018页 [查看摘要][在线阅读][下载 1263K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：13 ] |[下载次数：13 ] - 窦锦爱;林业青;邵丰;董怀民;
页岩气在环境与资源领域的重要性受到了广泛的关注,准确地开展储层孔隙结构表征对页岩气储层研究具有重要意义。目前实验室已将多种检测技术与实验方法用于页岩孔隙结构表征研究,并取得了较为显著的研究成果,从页岩气储层孔隙类型的分类入手,系统地梳理和总结了页岩气储层孔隙结构的表征技术与实验方法。同时,结合四川龙马溪组页岩气储层研究进展,对表征技术与实验方法的实例应用进行了展示,并展望了未来页岩气储层孔隙结构研究的前景,旨在为页岩气储层相关研究提供借鉴与参考。
2020年06期 v.40;No.176 1019-1030页 [查看摘要][在线阅读][下载 1517K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] |[下载次数：32 ] - 杨建业;程焕全;秦身钧;卢海;张霖琳;邵渊;
元素地球化学行为统计上周期性变化的规律研究,衍生出"大凡一切元素的化学行为统计量必呈周期性变化趋势"的科学猜想。用地球化学研究方法,对已发表的各类肺癌、癌旁和正常组织的几十种元素含量的算术平均值数据进行了计算机处理,结果证实了关于元素任意生物-地球化学行为在统计上必定会出现周期性变化的普遍规律,周期性变化趋势尽管有偏差,但和门捷列夫元素周期律基本吻合。研究表明该方法可成功地区分出元素生物地球化学周期性行为-第一电离能型和元素生物地球化学周期性行为-离子型两类元素,后一种类型元素与肺癌关联度较大,在肺组织中的迁移、分布、赋存方式与肺癌的发生有密切的病理学关系。按照系统论的观点,用表征元素生物地球化学行为的重要参数-相似度,和Ni+Cu+Pb/Fe+Zn构建的协变图,成功地划分出肺癌、癌旁和正常组织元素分布的区域。
2020年06期 v.40;No.176 1031-1038页 [查看摘要][在线阅读][下载 947K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ] |[下载次数：8 ] - 高帆;卢玉东;郭雯;张晓周;
为了定性和定量分析崩积土体微观空隙结构特征,以西宁市林家崖崩积土体为研究对象,对崩积斜坡坡脚、坡中和坡顶土体分别取样进行CT扫描,通过AVIZO三维可视化软件对扫描结果进行图像处理和三维重建,并利用该软件提取、统计孔隙参数。结果表明:崩积土体空隙由孔隙和裂隙构成,形态各异且呈现不均匀分布。孔径区间0.1～0.5 mm内孔隙数目最多,坡脚、坡中和坡顶占比达到76.26%、73.11%和72.38%;孔径区间>1.0 mm内孔隙体积贡献率最大,坡脚、坡中和坡顶分别为55.01%、55.71%和53.49%;孔喉半径主要集中于1～2之间;迂曲度值以小于0.01为主,坡脚值相对高于其它坡位。总体来说,崩积土体具有较好的渗透特性,坡脚相较于坡中和坡顶连通性和渗透性较差。利用AVIZO软件对不同坡位崩积土体微观空隙结构分析,为建立崩积土体微观渗流模型和预防土体二次滑塌提供了新思路。
2020年06期 v.40;No.176 1039-1046页 [查看摘要][在线阅读][下载 1004K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：12 ] |[下载次数：8 ] - 孟茁越;杨志远;李智华;尹智强;
水焦浆是以半焦粉为原料的新型清洁高效液体燃料,通过破碎磨矿和不同物料粒度配比得到合理的粒度分布,是提高水焦浆浓度的重要措施。采用控制棒磨机磨矿时间的方法,对陕北柠条塔半焦样品平均粒径进行调控,制备出2种不同粒径半焦颗粒并探究了颗粒不同配比条件对水焦浆成浆特性的影响。使用Alfred粒度模型对物料配比进行计算拟合,发现当SZ(30±5μm小粒度物料)与CZ(120±10μm大粒径物料)的配比为3∶7和2∶8时具有较好的颗粒堆积效率。借助旋转粘度仪和Turbiscan Lab稳定性分析仪的多重光散射技术研究了不同配比对水煤浆浆体成浆性的影响,结果表明:当SZ与CZ的配比为3∶7时,浆体体系具有最优的成浆性,稳定性动力学指数TSI值较小,且无硬沉淀产生。通过对水焦浆不同制备因素的探讨,改善浆体流变性,最终得到最大固体浓度可达66.25wt%的高性能水焦浆。
2020年06期 v.40;No.176 1047-1054+1108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1231K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：15 ] |[下载次数：3 ] - 赵伟;张州朋;周安宁;杨致远;李振;
通过单组分镜质组和惰质组的模拟电浮选试验方法,研究了电浮选过程中矿浆pH对煤岩显微组分浮沉特征的影响规律。重点考察了矿浆pH变化对浮选回收率的影响,利用微电泳仪、稳定性分析仪、粒子介面特性分析仪及扫描电镜分析了pH变化对煤颗粒体聚集特征及稳定性的影响机制。最后比较了煤岩显微组分电浮选与传统鼓泡浮选的分离效果。结果表明,不同矿浆pH下,镜质组和惰质组浮物累计回收率的变化规律基本一致,但镜质组的浮物回收率显著高于惰质组。矿浆pH的变化改变了溶液中颗粒的表面电性,从而影响了颗粒在溶液体系中的分散性及聚集状态。当聚团粒径和湿式比表面积增加时,浮物回收率下降。当pH=5时,电浮选分离神府煤时的浮物回收率为55.12%,浮物中镜质组含量为87.57%,镜质组回收率最高为93.36%.相对于传统鼓泡浮选,电浮选分离煤岩显微组分可获得更佳的煤岩显微组分富集率和回收率,通过调控矿浆pH值可有效改善煤岩显微组分的聚集状态及不同组分间的差异性,进而改善其分离效果。
2020年06期 v.40;No.176 1055-1063页 [查看摘要][在线阅读][下载 1555K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ] |[下载次数：10 ] - 刘俊;范思萌;惠倩;邱磊;袁彬;常梦洁;李亚清;屈孟男;张莉;
为开发新型高效易分离的可见光催化材料,利用静电纺丝和高温煅烧相结合的方法制备了磁性Fe_2O_3纳米纤维,然后通过连续离子吸附反应法在Fe_2O_3纳米纤维表面组装了MIL-100(Fe)纳米颗粒壳层,合成了一种可磁分离的金属有机骨架复合纳米纤维(Fe_2O_3/MIL-100(Fe))。分别采用扫描电镜和X射线衍射对其微观形貌和物相结构进行表征,并以对RhB的光降解分析了其光催化性能。在475℃煅烧2 h形成的Fe_2O_3纳米纤维表面进行30次连续离子吸附反应制备的Fe_2O_3/MIL-100(Fe)-30纤维直径均一,平均直径为180 nm,Fe_2O_3和MIL-100(Fe)均具有较高的结晶度。Fe_2O_3/MIL-100(Fe)-30复合纤维对RhB具有最优的可见光催化活性,在H_2O_2存在下,可见光照60 min后,降解率达99.4%.重复使用5次后,光催化降解率仍在98%以上,且MIL-100(Fe)在Fe_2O_3纤维表面保持了很高的稳定性。结果表明,通过简单的连续离子吸附反应,在磁性纤维表面可大量负载MIL-100(Fe)光催化剂,磁性纤维负载的MIL-100(Fe)光催化剂同时具有可磁分离、抑制催化剂团聚、高负载量和催化活性的优点。
2020年06期 v.40;No.176 1064-1070页 [查看摘要][在线阅读][下载 1182K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：12 ] |[下载次数：11 ] - 郭卫;贺海涛;赵青青;赵栓峰;王渊;
针对综采煤流控制过程可以归结为复杂非线性开放系统,无法采用单一数学模型进行建模的特点,提出了采用"Petri网模型+基于数据驱动模型+在线更新"双轮驱动的方式建立综采煤流负荷平衡自适应控制系统模型。通过研究煤矿综采工作面不同工况下的"三机"运动状态,特别是采煤机空间运动规律以及"三机"联动过程,建立了煤流自适应控制模型参数随环境变化的参数辨识方法及其控制模型,突破了综采面煤流负荷平衡的协同耦合动态更新的瓶颈,解决了传统数学模型处理参数计算量大、速度慢、效率低的缺点,更好地适应了开采环境的变化,可以更加精确的捕捉开采异常状态下的特征,提高综采煤流负荷平衡系统的响应特性。为了验证基于Petri网的煤流平衡自适应控制方法的有效性,利用在榆家梁煤矿采集的采煤机及刮板输送机的状态数据,实时分析现场操作工况下的作业参数并进行模拟,并在实验中进行验证。最后将加入Petri网模型与没有加入Petri网的模型处理参数的误差率进行了实验对比。结果表明煤流负荷平衡的动态自适应控制模型预测结果良好,增强了煤流平衡自适应控制系统的预测泛化能力。
2020年06期 v.40;No.176 1071-1080页 [查看摘要][在线阅读][下载 1332K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] |[下载次数：4 ] - 程智;潘颖;张婷;刘彬;
随着航天航空技术的发展,航天航空等领域内智能结构的运转强度与工作精度的要求达到了新的高度,由于柔性悬臂结构自身存在结构阻尼特性,影响系统稳定的输出状况,大程度地缩短其使用周期。为研究柔性悬臂结构的振动特性,以智能悬臂梁结构为研究对象,首先通过动力学方程分析悬臂梁振动特性,压电陶瓷片力矩方程结合振型叠加法推导出四阶模态的悬臂梁振动微分方程,并用ANSYS有限元验证模型的正确性,然后运用极点配置控制算法给定智能悬臂梁结构初始位移激励使其做自由振动,采集位移信号作为输入来产生相应的控制电压抑制智能悬臂梁结构的自由振动,并通过仿真和实验证明极点配置控制算法的可靠性。结果表明:数值仿真中,输入信号为6 mm时,智能悬臂梁结构输出位移能够在5 s内迅速衰减保持在合理范围,控制电压也在5 s内趋于稳定;实验分析中,在初始位移激励为6 mm时,智能悬臂梁结构输出位移响应在6 s内迅速衰减保持在合理范围,其控制电压也在6 s内趋于稳定;数值仿真和实验分析的结果基本一致表明了极点配置控制算法能够切实有效的控制智能悬臂梁结构的自由振动。
2020年06期 v.40;No.176 1081-1087页 [查看摘要][在线阅读][下载 857K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ] |[下载次数：5 ] - 罗立波;朱咏明;杨振;何龙;吴伟丽;刘俊;张田明;
工程上对铁磁谐振过电压故障多采用事后治理方式,仍存在设备过电压风险,为此,提出铁磁谐振过电压影响因素灵敏度分析的方法,对各影响因素的作用程度进行量化对比研究,确定关键影响因素并提出预防策略,以期为防御铁磁谐振过电压风险提供参考。首先,分析铁磁谐振故障演变过程,确定影响铁磁谐振故障的各因素及其作用;其次,构建灵敏度指标,提出基于Sobol方法的铁磁谐振影响因素灵敏度分析方法,确定关键影响因素;最后以新疆某地区级配电网为例,搭建了铁磁谐振过电压的ATP-EMTP仿真模型,利用ATP-EMTP电磁仿真软件,结合实际电网参数和设备数据,遍历各影响参数可能取值,重点模拟单相故障消除后铁磁谐振过电压的工况,研究和对比了多种工况下的铁磁谐振各影响因素的作用程度。结果表明,变压器中性点消弧线圈、互感器中点电阻和激发性故障消除时刻是该配电网消谐的关键影响因素。
2020年06期 v.40;No.176 1088-1095页 [查看摘要][在线阅读][下载 1729K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：12 ] |[下载次数：7 ] - 曹乐;周远国;付周兴;
针对复杂半空间格林函数难以计算的问题,提出一种改进的半空间时域有限差分(FDTD)方法,实现有耗半空间上方细缝金属腔的时域屏蔽效能的高效计算和分析。首先,采用广义传播矩阵法计算半空间复反射系数,再结合傅里叶变换得到半空间时域反射回波。其次,将直接入射波和半空间反射波共同引入到FDTD计算区域,半空间的影响通过反射波体现,从而回避计算形式复杂的半空间格林函数,实现金属腔内部观察点的耦合场及时域屏蔽效能的快速计算。与传统半空间FDTD方法相比,计算方法的误差在0.5%以内,而计算效率提升52%,证明了计算方法的正确性及有效性。结果表明,由于半空间的反射效应,细缝腔体内部观察点的场强增大,时域屏蔽效能显著下降。计算方法可用于半空间背景下腔体时域屏蔽效能的快速分析,从而为电子系统电磁耦合效应的评估提供参考。
2020年06期 v.40;No.176 1096-1101页 [查看摘要][在线阅读][下载 756K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] |[下载次数：3 ] - 王党树;古东明;栾哲哲;刘树林;王新霞;
长间隙、高电压放电研究相对成熟,而有关微纳间隙、低电压击穿和放电规律的研究并不多见,其放电规律和物理机制尚不明晰。在研究低电压、微间隙放电时发现当极间间距达到微纳尺度的某个距离时击穿电压开始偏离PACHEN曲线。因此,对PACHEN曲线的补充与修正成为研究热点。通过程控微纳间隙放电实验平台研究极间距离范围在1～20μm内击穿放电特性和规律,当极间距离在小于7μm时偏离了PACHEN曲线;7～20μm之间随着极间距离的增加,击穿电压也随之增大,符合PACHEN曲线变化趋势。将实验平台气室内环境抽成真空对比极间距离在1～7μm范围内的空气间隙放电,发现真空条件下的击穿电压随极间距离的变化趋势与空气间隙条件下的变化趋势一致且相同极间距离下的击穿电压相差很小,并运用Fowler-Nordheim理论验证在此范围内场致发射对击穿起着主导作用。
2020年06期 v.40;No.176 1102-1108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1165K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] |[下载次数：3 ] - 林豪;江竹;李树彬;
为进一步提高速度-密度关系模型的精度以及更加精确刻画当前道路交通流动态变化特性,采用基于机器学习的方法对北京市三环路实测数据进行分析。首先对道路实测数据进行预处理,再采用层次聚类法确定不同交通流相位临界密度,最后利用传统速度-密度模型、BP神经网络以及局部加权回归进行对比分析并建立分相位的道路交通流速度-密度关系模型。利用现场实测数据对模型进行测试,结果表明:采用层次聚类可以为每个相位计算出更准确的分界点;与传统模型相比较,采用基于机器学习的方法为每个相位估计速度-密度关系模型能够获得更高的精度;对道路交通流进行分相位,建立速度-密度关系模型比基本图论的方法更能准确捕捉动态交通流的变化趋势。
2020年06期 v.40;No.176 1109-1116页 [查看摘要][在线阅读][下载 710K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] |[下载次数：13 ] -
<正>~~
2020年06期 v.40;No.176 1117-1120页 [查看摘要][在线阅读][下载 8850K] [引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ] |[下载次数：1 ] 下载本期数据