应力梯度

摘要： 为了揭示蒙陕地区超长大采高工作面塑性小煤柱沿空回采期间的破坏规律,以纳林河矿区某矿为例,通过在其煤体内部布置钻孔应力计进行监测,采用固定工作面法,得出塑性小煤柱在回采期间的变形破坏过程分为4个阶段,基于黑箱理论,对不同观测站同一阶段的应力值进行无差别对待,在此基础上建立小煤柱水平切面的单元模型(6.6 m×11 m),采用Surfer 15软件绘制4个阶段的应力等值线云图,分阶段揭示塑性小煤柱应力水平变化规律,并提出有效塑性支撑面积及变化规律。结果表明,塑性小煤柱整体承载能力逐步降低,呈现出塑性-弱支撑的性能,为类似条件下的临空小煤柱围岩控制和采空区治理提供依据。

摘要： 冲击地压作为应力敏感型动力灾害,具象化地描述应力在煤岩介质中的空间流动特征,对于冲击地压科学评价与防控具有重要意义。为此,完善了冲击地压应力流理论,指出应力流在时间上表征了应力率,在空间上表征了应力梯度,提出了应力流张量与应力流矢量的概念及计算公式,指出应力流张量描述了不同位置、不同时刻应力的流动趋势,而应力流矢量总是与应力梯度增量方向相同。理论推导表明应力流越大的区域,应力强度因子变化越大,材料可能更易发生断裂破坏。在非线性有限元程序中开发了应力流矢量计算程序,实现了应力流的可视化,通过数值分析还原了单轴压缩试验、单煤层常规开采条件下的动态应力状态,计算结果表明:岩石单轴压缩过程中,应力流矢量呈近水平分布,向外发散;常规开采过程中,垂直方向应力流较大,由顶底板岩层指向中间煤层,水平方向应力流主要指向工作面前方,当开挖距离增大,采空区附近应力梯度明显增大,应力流矢量分布区随工作面前移。通过单轴压缩试验,发现应力流矢量方向与试样破坏变形方向较为吻合,初步验证了应力流与岩体开裂破坏的内在相关性。最后探讨了工程现场的应力流监测方法。研究成果有望为煤矿冲击危险性定量评价与差异化防治措施制定提供直观的认知形式和实用的理论工具。

摘要： 为了解决坚硬顶板难垮难落的问题,利用数值模拟软件对不同压裂参数下岩石的起裂扩展形态进行研究,发现水力压裂下裂缝沿着预制尖端出现扩展,之后随着应力环境的改变出现偏转,偏转方向为最大主应力方向;随着水平应力差及压裂液黏度的增大,岩石的裂缝扩展宽度呈现逐步增大的趋势,应力梯度均呈现离钻孔越近,应力值越大,反之越远,应力值越小。该研究可为水力压裂技术的应用提供一定的参考。

摘要： 目的研究退火过程中LaMgAl_(11)O_(19)热障涂层内部残余热应力的分布情况及其对热障涂层热稳定性的影响机理。方法基于等离子喷涂制备的LaMgAl_(11)O_(19)/YSZ双热障涂层物理模型,采用Abaqus建立数值仿真模型,通过温度位移耦合计算,系统分析不同退火温度下LaMgAl_(11)O_(19)热障涂层内部残余热应力的分布情况。通过扫描电镜,观察退火前后涂层表面及断面的微观组织形貌。根据数值模拟结果及涂层SEM图像,分析残余热应力对LaMgAl_(11)O_(19)热障涂层热稳定性的影响,探究引起涂层裂纹损伤失效的影响因素。结果数值模拟结果显示,LaMgAl_(11)O_(19)热障涂层内部的残余热应力以径向应力为主,其值远大于轴向应力及剪切应力。退火中,径向残余热应力在径向距离0~2.4 mm内缓慢增长到最大值,而在x=2.4 mm至径向边缘范围内急剧降低。退火后,在涂层径向边缘位置出现应力集中,在径向距离x=2.6 mm处达到最大拉应力,并迅速减小为压应力。900、1000、1100、1200°C退火中径向残余热应力梯度分别为0.334、0.369、0.389、0.391 GPa。退火后径向残余热应力梯度分别为0.104、0.148、0.203、0.260 MPa。从退火后涂层表面及断面扫描电镜图像观察到,LaMgAl_(11)O_(19)热障涂层内部裂纹损伤以轴向裂纹为主。结论LaMgAl_(11)O_(19)热障涂层退火过程中内部径向残余热应力在径向边缘位置存在拉压应力突变,应力梯度随退火温度的升高而增大。LaMgAl_(11)O_(19)热障涂层在退火过程中存在较大的径向残余热应力,其应力值占主导地位,是引起涂层轴向裂纹产生及扩展的主要原因。

摘要： 基于电磁学原理的铁磁性材料应力无损检测,在工程实际中具有广阔的应用前景.本文根据对增量磁导率概念新的理解,提出了一种铁磁性材料在低频交变强磁场周期磁化状态下的高频交变弱磁场扰动磁化作用方式.通过提取一个强磁场磁化周期内的平均增量磁导率,对四点弯曲装置加载Q235钢所产生的纯弯曲状态下的应力梯度及沿着深度分布的磁弹性能总量进行了磁学无损表征.通过两组不同实验参数设置下的平行实验,验证了所提出的测试方法可以有效地检测加载条件下试件内部应力梯度及沿着深度分布的磁弹性能总量.两组实验结果均具有一般性,表明该检测方法具有可行性,并且具有一定的工程实际应用价值.

摘要： 本文采用有限元法对赫兹接触问题进行分析,有限元解与赫兹理论解基本吻合,进而探究网格尺寸对接触应力精度的影响。结果表明,要得到可靠的赫兹接触应力,网格尺寸与接触半宽之比(d/a)应在0.5以下,同时确定了有限元法求解接触问题的流程及重点。并以某航空发动机压气机燕尾榫连接结构为例,通过有限元方法对模型进行数值计算分析,结果表明接触区域边缘存在较高的应力梯度,网格的尺寸对接触应力的有限元解影响显著。通过建立不同疏密程度的网格模型,提高接触应力有限元解的精度,确定了接触面危险失效区域,并对接触应力的影响因素进一步分析。

摘要： 高周疲劳中的应力梯度与尺寸效应研究的目的有两个,第一,拓展经典的高周疲劳(HCF)准则(如Crossland,Dang Van,Papadopoulos,et al),进而考虑到这些疲劳准则在介观长度lg下的空间应力变化;第二,通过疲劳试验对比来了解扩展的准则对于这种效应的准确性.在引出由Luu等人提出的基本疲劳标准综述和他们的基于梯度效应的扩展后,专注于针对Crossland准则,同时考虑到应力幅和最大静水应力的梯度,一种更实用和简单的表达式被提出.在实验室环境下通过两种典型加载模式测试:简支梁弯曲测试和悬臂旋转弯曲测试,得到了理论值和数值模拟之间的差别,之后使用更为复杂的弯曲扭转试验来检验新准则的准确性.该方法对于其他多轴疲劳标准的推广在Papadopoulos 2001年的论文中有过详细阐述.最后,本研究提出了一种考虑梯度效应的多轴高周疲劳(HCF)准则扩展方法.在这项工作中仅强调梯度效应对于疲劳寿命的增益效果.

摘要： 使用直读光谱仪、金相显微镜、显微硬度计及残余应力衍射仪等设备对开裂曲轴进行研究。通过荧光磁粉探伤、裂纹处化学成分分析、显微组织观察、力学性能检验、淬火层深检验及残余应力梯度检验,分析得出裂纹产生的原因,针对根本问题,有效消除了轴颈局部高温。

摘要： 众所周知,根据单向受力假设,在纯弯矩作用下只在梁横截面上存在正应力,而不存在横向正应力。因此,可能会出现这样的疑问:对于梁上横向尺寸趋于零的纵向纤维,在这样的应力状态下为何会发生弯曲?本文将简要讨论这个问题。首先,梁中任意薄层的弯曲应力梯度会产生弯矩,然后得到该弯矩引起的弯曲变形,最后令薄层厚度趋于零,薄层应力梯度引起的弯曲变形曲率与一般梁理论推导的弯曲梁的曲率完全一致,最终证实薄层弯曲的原因是应力梯度。本文可以为学生深入理解梁弯曲与应力梯度提供一个有趣的视角。

摘要： 通过分析不同形式缺口试件根部的非均匀应力场分布，在疲劳寿命预测中采用应力梯度修正的方法，利用FE-Fatigue 疲劳分析软件，基于应力梯度修正方法对两组具有不同缺口形式试件的拉压疲劳寿命进行了预测分析。数值计算结果与试验数据的比较说明，采用应力梯度修正方法预测疲劳裂纹的形成寿命，其精度要高于传统的局部应力应变法，并能在一定程度上反映疲劳寿命预测中的尺寸效应。

摘要： 该文报道了低压化学气相淀积(LPCVD)制备的多晶硅薄膜内应力和应力梯度与退火温度和时间及掺杂浓度关系的实验结果。研究了不同结构组成对复合膜内应力和应力梯度的影响。

摘要： 随着浅部煤炭资源的日益枯竭，煤炭开采逐步向深部发展。深部煤岩体所处的“三高一扰动”的特殊地质力学环境，导致用传统的围岩支撑压力分布曲线确定应力分布形态必然会出现较大偏差。本文通过对采动应力的理论分析，得出垂向采动应力的异常是引起工作面前方煤岩体采动灾害的重要原因。设计了采动应力监测方法,利用采动集中应力梯度实现了不同测点应力传感器监测值的可比性，并提出了采动应力监测范围应尽可能大和测点布置方案。

摘要： 针对当前微加速度计系统机电联合仿真模型不够精确，参数提取过程复杂等特点，根据运动学理论，结合SOI器件层应力梯度分析，提出了基于SOI技术的微加速度计Simulink机电一体化仿真模型，实现了在没有具体器件级电路的情况下得到与样品实验测试非常接近的结果.加速度计电压灵敏度误差小于2％，近似差分电容灵敏度小于8％，加速度偏差小于10％.因此，该模型可以实现机电一体化的近似仿真，并且有助于快速优化结构和电路参数，对MEMS惯性器件的研究具有一定的参考作用。

摘要： 从矿井生产、瓦斯地质条件入手,对几起煤与瓦斯突出事故进行分析,初步总结出大兴煤矿煤与瓦斯突出发生规律.研究表明,由于火成岩的覆盖和侵入,使煤层变质焦化,增加了煤层对瓦斯的吸附能力,破坏了煤体的物理力学性质,一定程度封闭瓦斯运移通道,使煤体瓦斯含量和压力增高,与此同时增加了该区域煤体应力分布不均匀性.在外力扰动下,煤层揭露至该区域时瓦斯压力和煤体应力梯度急剧变化,是造成煤与瓦斯突出的主要原因.

摘要： 基于铜的随动强化模型,使用三维有限元方法研究了铜互连的应力特性.模拟结果表明,使用low-k电介质比起Ox/low-k来,降低了Cu/通孔中的静水张应力,但增加了通孔及其周围区域的应力梯度和塑性变形.刚性沟道蚀刻停止层的存在,可降低互连线的热应力和塑性变形.

摘要： 岩爆是高地应力环境下开挖扰动的一种地质灾害,通过对类岩体大尺寸试件进行不同围压下的顶部梯度加载-单面卸载的加卸荷试验,采集试件内部测点在岩爆前后的应变过程,结合岩爆岩体的宏观破坏现象,分析脆性岩体在不同围压加卸载条件下的岩爆特性.研究表明,不同围压下进行加卸载试验时,试件卸载时的围压大小会直接影响岩体在岩爆时的破坏形态;试件在两种加载路径下发生岩爆时,试件卸载面产生的岩爆起裂点均是由试件卸载面中部的拉伸破坏,进而由试件卸载面上、下处岩体的压缩破坏引起的;试件在高围压环境下产生岩爆瞬间,试件内测点的垂直应变的变化值大于其在低围压环境下的变化值,试件在高围压加卸载路径下产生的岩体岩爆烈度相对较大.

摘要： 岩爆是高地应力环境下开挖扰动的一种地质灾害,通过对类岩体大尺寸试件进行不同围压下的顶部梯度加载-单面卸载的加卸荷试验,采集试件内部测点在岩爆前后的应变过程,结合岩爆岩体的宏观破坏现象,分析脆性岩体在不同围压加卸载条件下的岩爆特性.研究表明,不同围压下进行加卸载试验时,试件卸载时的围压大小会直接影响岩体在岩爆时的破坏形态;试件在两种加载路径下发生岩爆时,试件卸载面产生的岩爆起裂点均是由试件卸载面中部的拉伸破坏,进而由试件卸载面上、下处岩体的压缩破坏引起的;试件在高围压环境下产生岩爆瞬间,试件内测点的垂直应变的变化值大于其在低围压环境下的变化值,试件在高围压加卸载路径下产生的岩体岩爆烈度相对较大.

摘要： 岩爆是高地应力环境下开挖扰动的一种地质灾害,通过对类岩体大尺寸试件进行不同围压下的顶部梯度加载-单面卸载的加卸荷试验,采集试件内部测点在岩爆前后的应变过程,结合岩爆岩体的宏观破坏现象,分析脆性岩体在不同围压加卸载条件下的岩爆特性.研究表明,不同围压下进行加卸载试验时,试件卸载时的围压大小会直接影响岩体在岩爆时的破坏形态;试件在两种加载路径下发生岩爆时,试件卸载面产生的岩爆起裂点均是由试件卸载面中部的拉伸破坏,进而由试件卸载面上、下处岩体的压缩破坏引起的;试件在高围压环境下产生岩爆瞬间,试件内测点的垂直应变的变化值大于其在低围压环境下的变化值,试件在高围压加卸载路径下产生的岩体岩爆烈度相对较大.

摘要： 本发明公开了一种具有梯度指数的功能梯度热障涂层淬火应力计算方法，针对具有梯度指数的功能梯度热障涂层系统制备过程中产生的淬火应力，根据基底厚度hsub、温度Tsub、等效弹性模量物质A和物质B的熔点温度TmA和TmB、等效弹性模量和热膨胀系数αA和αB，梯度涂层的总厚度h，梯度指数p，直接计算得到梯度涂层沉积过程中第i层中产生的淬火应力σqi，基底底部产生的应力σsub‑b‑Σi和基底顶部产生的应力σsub‑t‑Σi，此外，本发明既可以直接计算得到梯度涂层系统最终的淬火应力，也可以计算得到梯度涂层逐层沉积过程中淬火应力的演化过程。

摘要： 一种动载和梯度应力加载实验装置和方法，本装置包括梯度应力构造器，该梯度应力构造器包括蜂窝油缸，蜂窝油缸上安装有相互独立的加载板，加载板形成封闭的加载面，加载板由伺服液压系统中的分油路控制，在岩石试样一侧设置有动态加载装置，该动态加载装置施加动态载荷，利用围压加载装置施加围压，本装置可以通过液压伺服控制器精准地构建出加载在岩石试样上的应力曲面；本方法通过上述装置，分别利用三次函数方程及高斯函数方程拟合应力曲面，从而研究岩石试样在梯度应力下的所显现出来的动力学特性及变化破坏特征，实验结果更加符合现场实际情况。

摘要： 本发明公开了一种预应力混凝土梁温度梯度识别有效预应力的系统及方法，包括穿心式压力传感器、温度传感器、自动化测试采集系统和计算机；穿心式压力传感器，放置在延伸到梁体外的钢绞线上，且位于工作锚与梁体之间，用于测量锚下预应力的数值；温度传感器，预埋在预应力混凝土梁内，用于测量梁体不同截面高度的混凝土温度；自动化测试采集系统分别与所述压力传感器、温度传感器连接，并对梁体的温度与压力进行自动同步采集，然后通过所述的计算机内置软件进行远程的数据读取。

摘要： 本发明公开了一种具有梯度指数的功能梯度热障涂层淬火应力计算方法，针对具有梯度指数的功能梯度热障涂层系统制备过程中产生的淬火应力，根据基底厚度hsub、温度Tsub、等效弹性模量物质A和物质B的熔点温度TmA和TmB、等效弹性模量和热膨胀系数αA和αB，梯度涂层的总厚度h，梯度指数p，直接计算得到梯度涂层沉积过程中第i层中产生的淬火应力σqi，基底底部产生的应力σsub‑b‑Σi和基底顶部产生的应力σsub‑t‑Σi，此外，本发明既可以直接计算得到梯度涂层系统最终的淬火应力，也可以计算得到梯度涂层逐层沉积过程中淬火应力的演化过程。

摘要： 本文描述的创新方案涉及一种基于晶体管的应力传感器，具有带有第一和第二MOS晶体管装置的半导体衬底。第一MOS晶体管装置可以具有第一和第二MOS晶体管，分别带第一和第二源极漏极沟道区，其中第一和第二MOS晶体管相互取向成使得第一源极漏极沟道区中的电流流动方向与第二源极漏极沟道区中的电流流动方向相反。第二MOS晶体管装置可以具有第三和第四MOS晶体管，分别带第三和第四源极漏极沟道区，其中第三和第四MOS晶体管相互取向成使得第三源极漏极沟道区中的电流流动方向与第四源极漏极沟道区中的电流流动方向相反。基于晶体管的应力传感器提供梯度补偿的输出信号，输出信号用于确定作用在半导体衬底上的机械应力分量。

摘要： 一种动载和梯度应力加载实验装置和方法，本装置包括梯度应力构造器，该梯度应力构造器包括蜂窝油缸，蜂窝油缸上安装有相互独立的加载板，加载板形成封闭的加载面，加载板由伺服液压系统中的分油路控制，在岩石试样一侧设置有动态加载装置，该动态加载装置施加动态载荷，利用围压加载装置施加围压，本装置可以通过液压伺服控制器精准地构建出加载在岩石试样上的应力曲面；本方法通过上述装置，分别利用三次函数方程及高斯函数方程拟合应力曲面，从而研究岩石试样在梯度应力下的所显现出来的动力学特性及变化破坏特征，实验结果更加符合现场实际情况。

摘要： 本发明公开了一种预应力混凝土梁温度梯度识别有效预应力的系统及方法，包括穿心式压力传感器、温度传感器、自动化测试采集系统和计算机；穿心式压力传感器，放置在延伸到梁体外的钢绞线上，且位于工作锚与梁体之间，用于测量锚下预应力的数值；温度传感器，预埋在预应力混凝土梁内，用于测量梁体不同截面高度的混凝土温度；自动化测试采集系统分别与所述压力传感器、温度传感器连接，并对梁体的温度与压力进行自动同步采集，然后通过所述的计算机内置软件进行远程的数据读取。

摘要： 本发明涉及应力波传播规律的测试技术，特别是一种在梯度静应力下类岩材料中应力波传播的实验方法及装置。本发明提出了对大尺寸类岩材料试件实现轴向动应力和梯度静应力的组合加载方法，设计了类岩材料的轴向梯度静应力加载装置，该装置可以实现不同大小的静应力梯度，进而结合动态加载装置和数据采集分析系统，实现了在梯度静应力下类岩材料中应力波传播规律的测试。其操作简单易行，与现有技术相比，在静应力梯度的大小、动载大小、测试精度等方面，均有较大的提升，能够为相关理论研究和工程实践提供更为有效的指导。

摘要： 本发明涉及一种用于检测关于金属的主体(1)的，特别是管道的壁厚的，随时间变化的热机械应力和/或应力梯度的方法。对于所述方法，对主体(1)外表面上的温度进行测量，以便由此确定温度曲线和应力曲线。另外还在外表面的至少一个测量点上使用了电磁超声换能器(3‑6)，以便结合温度测量的结果确定关于主体(1)的壁厚的应力和/或应力梯度的时间分布。即使在应力快速变化时，该方法也能对管道进行疲劳监控。

摘要： 本发明涉及应力波传播规律的测试技术，特别是一种在梯度静应力下类岩材料中应力波传播的实验方法及装置。本发明提出了对大尺寸类岩材料试件实现轴向动应力和梯度静应力的组合加载方法，设计了类岩材料的轴向梯度静应力加载装置，该装置可以实现不同大小的静应力梯度，进而结合动态加载装置和数据采集分析系统，实现了在梯度静应力下类岩材料中应力波传播规律的测试。其操作简单易行，与现有技术相比，在静应力梯度的大小、动载大小、测试精度等方面，均有较大的提升，能够为相关理论研究和工程实践提供更为有效的指导。