极地冻土低温力学特性及井眼坍塌风险分析*

为解决极地冻土区油气资源储量极大但其力学特性和钻井井壁失稳机理尚不清晰的问题,对冻土岩样开展低温三轴力学特性实验,并基于此开展钻井井壁坍塌失稳相关数值模拟分析。结果表明:冻土的极限强度会随温度的降低和围压的增大而逐渐提高;冻土弹性模量尽管会随温度的降低而增加,但受围压影响较小,而泊松比基本不受温度及围压的影响;冻土内聚力会随实验温度的降低得到较大幅度提升,但不同实验温度范围内温度对冻土内聚力的影响程度存在差异,实验温度高于-12.5 ℃时温度对冻土内聚力的影响较强;极地冻土储层钻井过程近井地带冰的分解会随钻井作业的进行而逐渐变慢,冰的最终分解前缘位置为0.079 6 m,井眼扩大率达到63.51%。研究结果可为极地冻土层油气资源钻井作业设计提供参考与指导。     

Multiobjective optimisation method for life-cycle design of mechanical products

Manufacturing that minimises the exhaustion of natural resources, energy used and deleterious environmental impact is increasingly demanded by societies that seek to protect global environments as much as possible. To achieve this, life-cycle design (LCD) is an essential component of product design scenarios; however, LCD approaches have not been well integrated in optimal design methods that support quantitative decision-making. This study presents a method that yields quantitative solutions through optimisation analysis of a basic product design incorporating life-cycle considerations. We consider two types of optimisation approaches that have different aims, namely, (1) to reduce the use of raw materials and energy consumption and (2) to facilitate the reuse of the product or its parts when it reaches the end of its useful life. We also focus on how the optimisation results differ according to the approach used, from the viewpoint of the 3R concept (Reduce, Reuse and Recycling). Our method obtains optimum solutions by evaluating objectives fitted to each of these two optimisation approaches with respect to the product's life-cycle stages, which are manufacturing, use, maintenance, disposal, reuse and recycling. As an applied example, a simple linear robot model is presented, and Pareto optimum solutions are obtained for the multiobjective optimisation problem whose evaluated objectives are the operating accuracy of the robot and the different life-cycle costs for the two approaches. The characteristics of the evaluated objectives and design variables, as well as the effects of using material characteristics as design parameters, are also examined.     

城市电厂大型机力通风冷却塔的噪声控制

针对城市电厂大型机力通风冷却塔的噪声污染,以北京太阳宫燃气热电冷联供工程中应用的机力通风冷却塔噪声控制为例,通过分析研究冷却塔各声源不同的频谱特性和传播特性,并根据厂界噪声控制目标计算声源的超标量和设计降噪量,采取隔声、消声和吸声等综合集成的噪声控制技术,设计开发了大型机力通风冷却塔降噪消声装置,取得了理想效果,使厂界噪声达到I类标准,为低噪声机力通风冷却塔的声学设计提供了工程实践参考。     

实验室煤与瓦斯突出模拟试验回顾及展望

为借鉴国内外煤与瓦斯突出模拟试验研究成果,查阅大量相关文献,进行分析和总结。以人们对煤与瓦斯突出试验研究的深入程度为主线,将实验室煤与瓦斯突出模拟试验的研究历程进行阶段划分。研究表明:20世纪50—60年代,成功诱导了突出,初步考察诸因素对突出的影响;70—90年代,深入探究突出发生的力学判据及突出过程,并提出数十种有关突出机理方面的假说;21世纪初,以组建三维模拟试验台进行试验为特点,大大提高了模拟试验条件与现场的相似度,但在力学加载系统的稳定性和可调性、模型的整体密封性、测试探头的精度等方面仍需改进。     

某机械陀螺长贮性能演变规律及性能退化模型研究

目的 针对长期贮存后机械陀螺的性能退化会影响制导系统侧偏和射程的问题,提出一种性能退化预测模型的建立方法,用于掌握机械陀螺长贮性能退化规律。方法 首先,针对机械陀螺结构特性和贮存环境,确定敏感应力为温度,加速模型为阿仑尼乌斯模型,开展机械陀螺的加速贮存试验。其次,对加速贮存试验过程中的机械陀螺进行周期性的参数检测,分析各性能参数随试验时间的性能退化演变规律,确定垂直漂移为其退化敏感参数。最后,拟合垂直漂移参数在各温度应力下的性能退化曲线,建立性能退化轨迹模型。结果 采用实际自然环境贮存6、7、8、10 a的性能数据对模型进行验证,模型预测准确度分别为86.70%、96.28%、91.53%、85.92%。结论 建立的性能退化模型评估准确度在85%以上,该模型可应用于指定贮存时间下机械陀螺仪的性能退化行为预测。     

基于多态模糊BN的石化动设备故障概率定量风险评估

石化行业的压缩机、泵等动设备故障模式多样,故障概率的不确定性较大,常用的风险评估方法无法实现对石化行业动设备失效概率的定量评估,限制了设备安全管理的准确性和有效性。基于贝叶斯网络(BN)可定量计算复杂系统失效概率的特点,利用故障模式与影响分析(FMEA)方法获取动设备风险事件的因果关系,将其映射为BN,并利用BN中节点的多态性,表征动设备子系统及零部件故障模式的多样性;利用模糊概率子集替代边缘概率精确值,表征了动设备零部件故障概率的不确定性,并提出可行的条件概率判断方法,从而形成了石化行业动设备失效概率的定量评估方法;最后以某站场的往复式压缩机为例,对建立的定量风险评估方法进行了实例应用。结果表明:气阀和气缸出现半故障的失效概率较大,分别为0.0040和0.0045;该类型压缩机故障时,阀片或弹簧损坏和轴瓦松动的可能性较大,其后验概率分别为1.15×10^-5和9.92×10^-6,符合实际情况,验证了该方法的有效性和可行性。     

Thermal and Mechanical Properties of Plastics Molded from Sodium Dodecyl Sulfate-Modified Soy Protein Isolates

Soybean protein is a potential material for manufacturing of biodegradable plastics. The objective of this investigation was to characterize the thermal and mechanical properties of plastics made from sodium dodecyl sulfate (SDS)-modified soy proteins. Soy protein isolate (SPI) was prepared from defatted soy flour, modified with various concentrations of SDS, and then molded into plastics. The temperatures of denaturation of the modified soy protein increased at low SDS concentration and then decreased at high SDS concentration. At the same SDS concentration, the plastics molded from the modified soy proteins showed a similar temperature of denaturation, but a lower enthalpy of denaturation compared to the modified soy protein. Young's modulus of the plastics decreased as SDS concentration increased, and the tensile strength and strain at break of the plastics reached a maximum value at 1% SDS modification. Two glass transition temperatures were identified corresponding to the 7S and 11S globulins in SPI by dynamic mechanical analysis, and they decreased as SDS concentration increased. The SDS modification increased the water absorption of the plastics.     

不同冲击速度下硬煤的力学特性试验研究

为了研究硬煤破坏过程中的动态力学特性，采用Φ50 mm变截面分离式霍普金森压杆（SHPB）试验系统，对45#钢制薄壁套筒施加环向约束的硬煤试件进行不同加载速率的冲击压缩试验，得到被动围压下轴向应力-应变曲线、径向应力-应变曲线及最大被动围压和冲击速度的关系。研究结果表明:峰值应力、峰值应变随着冲击速度的增大而增大，最大被动围压值与冲击速度呈幂次增长的关系；被动围压下的硬煤试件变形受到限制，试件延性、抗压能力显著提高；随着冲击速度的增大，薄壁套筒对试件的约束也逐渐增大，达到峰值后，冲击速度对被动围压的影响减小，筒壁厚度影响着被动围压效果。     

机械卷载和余氯对渔业资源损失量评估初探

火(核)电厂、液化天然气(LNG)接收站排放余氯水和取水机械卷载效应均对渔业资源带来影响.本文以LNG接收站工程为例,依据2004年5、8、11月和2005年5月评价水域渔业调查资料,采用渔业资源尾数密度(包括鱼卵、仔鱼生长形成的部分)、受影响的面积和鱼类商品体重的乘积作为计算模式,评估机械卷载和余氯对渔业资源的损失量.结果表明,LNG接收站余氯和机械卷载引起的渔业资源损失量为176.0t/a.本文所采用的评估方法,有助于解决海洋工程影响渔业资源数量评估的实践问题,对渔业资源物损评价标准的制定有一定的参考价值.     

植物相容型生态混凝土制作与性能试验

以碎石、水泥、生物有机肥料、耕植土等为基本原材料,构建垫层(耕植土)、基质层(大孔蓄容混凝土和填充料)和面层(植被层).制备适合植物生长、耐冲刷、具有一定强度的植物相容型生态混凝土.初步探讨了各配比对植被生长的影响、植物最终穿透混凝土块体长至耕植土中的可能性、以及混凝土的力学性能.