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关键词： Blasting  

摘要： Here, to study dynamic fracture behavior of rock under blasting, the finite element method was used to simulate crack propagation and penetration process of sandstone undet single hole blasting and dual-hole one. Firstly, existing test data were used to calculate and obtain polynomial state equation coefficients of sandstone, and based on Hoek-Brown criterion, Johnson-Holmquist (JH-2) constitutive model parameters were obtained. Internal and external actions of single hole blasting were simulated to better reproduce features of crushing zone and fracture zone, and successfully verify the reliability of sandstone's polynomial state equation and JH-2 constitutive model as well as their material parameters for dynamic crack simulation. The simulation results of dual-hole blasting showed that under different hole spacings and time delays, "most of model holes have cracks penetrating among them, at the same time, time delay has a certain impact on crack propagation and penetration, which exhibits compressive stress wave of first-up blast hole having a certain suppressing effect on cracks of later-up blast hole to hinder mutual penetration of cracks among holes;crack penetration has 3 main forms of direct penetration, indirect penetration and mixed penetration;in process of indirect penetration, the action of circumferential cracks is to bridge up and down intersecting radial cracks. Finally, further analysis and exploration were performed for mechanisms of crack interlocking and penetrating, and it was shown that the occurrence of these two phenomena mainly depends on distributions and mutual influences of stress fields at two crack tips. © 2025 Chinese Vibration Engineering Society. All rights reserved.

关键词： 堆积体   数值模拟   失稳破坏机理   灾变过程   水位变动条件  

摘要： 澜沧江上游某水电站库区分布巨型堆积体，蓄水后可能产生变形失稳，为此开展了详细的现场调查，并在此基础上开展了三维物理模型试验，研究了水位变动条件下堆积体的失稳破坏机理及灾变过程，并利用数值模拟进行对比验证。结果表明：堆积体坡表变形与水位变化有直接联系，水位上升阶段堆积体变形可分为蠕滑变形和变形衰减两个阶段，堆积体变形随水位升高增速先增后降；水位下降在2810~2831 m高程范围时堆积体失稳的可能性较高；蓄水期间堆积体变形使得原有结构发生改变，加上长期浸泡下的土体软化为边坡失稳创造了前提条件，水位骤降期间的坡体内向外的渗透力是引发堆积体失稳滑坡的直接原因。该研究成果可用于后续对堆积体失稳引发涌浪灾害的研究工作，研究结果可为类似工程问题提供参考。

关键词： 抗滑桩   抗滑桩损伤模式   抗滑桩补强措施   数值模拟  

摘要： 抗滑桩结构由于超载服役、材料老化、环境侵蚀等原因，结构可能发生失效。目前针对受损抗滑桩原位补强加固技术的研究和应用成果较少，亟待研发。通过总结现有研究和应用案例，对抗滑桩结构受力及损伤特征进行了剖析，归纳总结了抗滑桩的承载特性和损伤模式。结合实际工程情况对抗滑桩补强方法进行了系统总结，归纳了数值模拟方法在抗滑桩研究领域的应用情况，对采用数值模拟方法进行抗滑桩原位补强加固模拟的可行性进行了分析。研究成果表明：桩身注浆+植筋和扩大桩径是较为可靠的原位补强技术，数值分析方法可有效模拟受损抗滑桩原位补强过程。研究成果可为抗滑桩原位补强数值模拟研究与补强技术研发提供参考。

关键词： 基坑支护   渗流   耦合场   数值模拟  

摘要： 为精准获得耦合场作用下基坑支护变形规律，以实际高水头工程为依托，采用有限元软件Plaxis对多场耦合作用下的基坑开挖支护体系进行有限元模拟，工程开挖中对支护结构薄弱环节的水平位移、地表沉降及坑底隆起等关键变形指标实时监测，并将实测结果与模拟分析结果对比分析。结果表明：1）考虑高水头耦合作用的基坑开挖支护最大水平位移出现在距桩顶约7.5 m处，最大水平位移为37.650 mm，地表最大沉降位于距基坑约5.0 m处，最大沉降为-29.815 mm，坑底最大隆起位于对称中心与桩体间的区域，最大隆起为19.600 mm，模拟变形规律与现场实测数据基本一致。2）实测数据介于考虑流固耦合作用的数值模拟计算结果与未考虑流固耦合作用的数值模拟结果间，且整体上更接近前者。3）支护桩水平位移、桩周土体沉降和坑底隆起的最大模拟结果可作为现场监测预警阈值，高水头区域基坑开挖深度增大后变形增大，应及时进行支护。

关键词： 燃料电池   质子交换膜   工作温度   非对称增湿   数值模拟   水管理   再生能源  

摘要： 为研究工作温度和阴阳极非对称增湿对PEMFC质子传输效率及性能的影响，该文构建质子跨膜运输(proton transmembrane transport，PTT)模型。该模型主要考虑工作温度及阴阳极相对湿度对跨膜水通量与膜含水量的影响，推导输出电压计算公式，并将PTT模型耦合进COMSOL中进行多物理场仿真。自主搭建了燃料电池实验平台，在50、60和70℃三种温度及25%、50%、75%和100%阳极湿度条件下开展实验与数值仿真，基于PTT模型计算了输出电压，分析了温度变化与阴阳极非对称增湿对跨膜水通量、膜态水含量及质子电导率的影响。结果表明，PTT模型预测的极化曲线与实验数据高度吻合，最大相对误差不超过9%，60℃时误差最低。在500～ 1700mA/cm电流密度范围内，阳极湿度75%条件下，50和60℃时峰值功率密度分别为516.02和534.24mW/cm；70℃条件下最佳阳极湿度为100%，峰值功率密度为587.34 mW/cm。跨膜水通量随阳极湿度升高与电压降低显著增强，但在70℃时因膜内水分过度蒸发出现回落。膜含水量和质子电导率在高湿度与低电压条件下达到峰值，且在60℃时整体性能最佳。

关键词： 球冠环件   热冲压成形   有限元分析   参数优化   Autoform  

摘要： 针对超高强钢等壁厚球冠形环件难成形、壁厚均匀性差等问题,提出高精度等壁厚球冠形环件热成形方法。基于Autoform模拟仿真,对板料初始加热温度、冲压速度、压边圈间隙和模具初始温度等关键工艺参数进行模拟仿真,分析不同工艺参数对零件的壁厚均匀性影响规律,优化热成形工艺。开展实验研究,采用优化后的热成形工艺参数进行零件试制。结果表明:通过精密热冲压成形超高强钢等壁厚球冠形环件工艺可行;采用优化参数,即板料初始加热温度为900℃、冲压速度为300 mm·s-1、压边圈间隙为0.2 mm、模具初始温度为75℃,成形出无缺陷的超高强钢等壁厚球冠形环件,壁厚均匀性满足设计要求。

关键词： 侵彻作用   动力学响应   盐穴储气库   稳定性  

摘要： 地下盐穴储气库是重要的能源基础性设施，一旦发生冲击破坏将造成不可挽回的损失，因此，确定评估盐穴在极端冲击载荷下安全性的关键动态稳定性指标具有重要意义。为探究高速侵彻下盐穴储气库的动力学响应，基于Rieldel-Thoma-Hiermaier（RHT）本构模型对盐岩材料进行定义，采用ANSYS/LS-DYNA软件构建了储气库的有限元模型，分析了某种武器对盐穴结构的损伤效应，在此基础上，开展3种不同盖层厚度工况数值模拟，考虑垂直位移、竖向应力、有效塑性应变、剪切应力4个参数，揭示了盐穴溶腔在动态冲击下顶板及围岩结构的破坏机制，形成关键稳定性指标的变化规律。模拟结果表明：盖层厚度减少导致围岩动态响应加剧，塑性变形区域扩大；顶板和围岩的位移呈先上升后下降趋势；低竖向应力区的盐岩会受到较大的剪切应力，更容易发生破坏；围岩积累塑性应变且更大，其塑性变化受侵彻扰动更敏感。

关键词： 流致振动   深度神经网络   方柱   数值模拟  

摘要： 以计算流体力学数值模拟和重叠网格技术为基础，结合深度神经网络（Deep Neural Network,DNN）分析法，该文构建了方柱流致振动响应的预测模型，并探索了方柱振动响应的规律，确定了质量比对临界折减速度（振幅比发生翻转时的速度）的影响。结果显示：在涡激振动区间，质量比越大，振幅比越小，去同步分支也逐渐缩小，振动频率比随着约化速度的增加呈线性增长；在驰振区间中，振幅随着质量比的增加而增加，振动频率比先急剧下降，然后稳定在固有频率附近；在初始分支，质量比对升力系数的影响较小。综上所述，DNN振动响应预测模型简单高效，可实现快速准确的数据预测，为研究方柱流致振动特性提供了一种新的思路。

关键词： FGH4096高温合金   数值仿真   梯度变形   组织演变   再结晶晶粒尺寸  

摘要： 高温合金因其优异的高温性能被广泛用于航空航天领域,为了制备理想的微观组织,进而获取优异的综合性能,深入探究了高温合金变形行为与组织演变机制。选取FGH4096高温合金为研究对象,运用有限元数值仿真技术,结合Avrami模型和元胞自动机（CA）模型,开展了FGH4096高温合金变形过程的数值模拟研究,并通过实验验证了模拟结果的可靠性。实验结果表明:在FGH4096高温合金梯度变形过程中,变形温度升高与应变速率降低均能显著促进动态再结晶进程。当应变速率为3 s-1时,随着温度从1030℃升至1180℃,模拟所得中心区域的平均晶粒尺寸由1.1μm增大至8.4μm;而在1080℃恒温条件下时,随着应变速率从3 s-1降至0.003 s-1,中心区域的平均晶粒尺寸则从3.1μm增大至12μm。实验结果与数值模拟结果趋势相符,二者吻合度良好,有效验证了仿真模型的准确性与有效性。

关键词： 7A99铝合金   反挤压   微观组织   动态回复   力学性能  

摘要： 通过数值模拟与实验相结合的方法,研究了7A99铝合金的反挤压工艺,成功制备出具有优异微观组织和力学性能的大尺寸筒形件。结果表明,工艺参数对筒形件的应变、应变速率、温度以及挤压载荷存在显著影响。根据数值模拟结果,确定最佳工艺参数为:棒料温度为420℃、挤压速度为4mm·s-1、模具预热温度为400℃、初始棒料直径为Φ385mm。此外,筒形件的微观组织沿挤压方向呈现显著差异性,具体表现为:筒形件上部区域的晶粒虽呈现拉长形态,但其伸长程度及长宽比相对较低;而在中下部,晶粒拉长程度明显,其宽度较窄。动态回复是反挤压过程中的主要软化机制,动态再结晶程度从筒形件上部至下部逐渐增强。筒形件上部、中部和下部的抗拉强度和伸长率分别为347.3MPa和8.8%、369.7MPa和14.8%、365.1MPa和15.2%。总体而言,筒形件中部和下部表现出更好的综合拉伸性能。