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煤矿环境下激光熔覆层失效分析
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作者 张自强 张丽苹 任耀剑 《能源与环保》 2024年第7期190-197,202,共9页
针对煤矿环境下油缸激光熔覆层腐蚀失效问题,分析井下用水、煤粉浸泡液水、煤质等矿井环境,用金相显微镜研究熔覆层的微观组织,使用SEM图像、EDS能谱、XPS等手段研究熔覆层腐蚀状态及化学元素,探讨了熔覆层在煤矿环境下的腐蚀机理。结... 针对煤矿环境下油缸激光熔覆层腐蚀失效问题,分析井下用水、煤粉浸泡液水、煤质等矿井环境,用金相显微镜研究熔覆层的微观组织,使用SEM图像、EDS能谱、XPS等手段研究熔覆层腐蚀状态及化学元素,探讨了熔覆层在煤矿环境下的腐蚀机理。结果显示,熔覆层和基体冶金结合良好,内部未发现缺陷;组织呈树枝状结晶和椭圆、颗粒形状分布,越靠近基体,枝晶越细小;腐蚀坑深度50~150μm,可达熔覆层厚度的1/4,大小深浅不一;熔覆层化学成分均匀,元素含量满足设计要求,不存在明显的元素偏析;EDS能谱、XPS等测试结果显示腐蚀从熔覆层枝晶间的贫铬区开始,S、Cl等元素参与了腐蚀过程;含有S、Cl等腐蚀介质的煤粉与熔覆层间的点蚀、接触腐蚀等导致熔覆层失效。研究为煤矿环境下油缸的表面处理工艺设计提供了参考。 展开更多
关键词 煤矿环境 煤粉 油缸 马氏体 激光熔覆层 腐蚀机理
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碳纤维布层数对煤圆柱力学特性影响的细观研究 被引量：2
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作者 李庆文 曾杏钢 +3 位作者 张向东 禹萌萌 刘艺伟 曹行 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期73-85,共13页
为探究碳纤维布(CFRP)层数对煤圆柱力学特性的影响。利用三维的FLAC-PFC耦合方法,建立CFRP被动约束煤圆柱的连续-非连续耦合模型,基于已有0~2层CFRP被动约束煤圆柱试验数据验证了细观模型的有效性,并在此基础上开展3~7层CFRP布对煤圆柱... 为探究碳纤维布(CFRP)层数对煤圆柱力学特性的影响。利用三维的FLAC-PFC耦合方法,建立CFRP被动约束煤圆柱的连续-非连续耦合模型,基于已有0~2层CFRP被动约束煤圆柱试验数据验证了细观模型的有效性,并在此基础上开展3~7层CFRP布对煤圆柱力学特性及能量演化的影响研究。结果表明:煤圆柱的屈服点与峰值点随CFRP层数增加而渐进重合,呈现毫无征兆的屈服即破坏状态;随着CFRP层数增加,煤圆柱峰值强度增幅呈现先增大后减小,得到了表征不同层数下CFRP约束煤样峰值强度增幅演化规律的函数,峰值应变增幅呈现先增加后减小,而后再增加又减小的规律;弹性应变能恒定时,煤圆柱轴向应变与CFRP层数无相关性,但其峰值应变与极限应变均随CFRP层数增加而增大;峰值点耗散能转化率随CFRP层数增加呈现先增大而后减小规律,建立了表征不同层数下CFRP约束煤圆柱耗散能转化率演化规律的函数;从应力-应变曲线延性特征、峰值强度增幅、峰值应变增幅、耗散能转化率及总能量增幅等5方面综合考虑,兼顾经济成本与缠绕水平原则,确定3层为CFRP约束煤圆柱的最优缠绕层数。 展开更多
关键词 煤圆柱 碳纤维布层数 被动约束 PFC-FLAC耦合方法 力学特性
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不同尺寸下CFRP 约束煤圆柱细观模拟研究
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作者 李庆文 李莹 +2 位作者 曾杏钢 徐康康 张向东 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2024年第8期133-145,共13页
为探究碳纤维增强聚合物(CFRP)布约束煤圆柱的尺寸效应规律,利用三维PFC-FLAC构建碳纤维增强聚合物(CFRP)布约束煤圆柱细观模型。通过已有试验数据验证了该模型的有效性,并在此基础上开展0、1、2、3层CFRP布对不同尺寸(50、100、150 mm... 为探究碳纤维增强聚合物(CFRP)布约束煤圆柱的尺寸效应规律,利用三维PFC-FLAC构建碳纤维增强聚合物(CFRP)布约束煤圆柱细观模型。通过已有试验数据验证了该模型的有效性,并在此基础上开展0、1、2、3层CFRP布对不同尺寸(50、100、150 mm)煤圆柱尺寸效应的研究;得到了不同层数(L)下抗压强度演化规律的函数关系,以及不同层数下弹性模量演化规律的函数关系;并建立了CFRP布约束煤圆柱的修正Richart强度分析模型。结果表明:在CFRP布层数一定时,不同尺寸CFRP布约束煤圆柱的抗压强度,具有明显的尺寸效应,CFRP布约束煤圆柱的相对峰值强度增强比,随尺寸的增大而增大;直径50 mm煤圆柱随CFRP层数增加弹性模量逐渐增大,直径100、150 mm煤圆柱在0≤L≤3层弹性模量先增加后减小,具有明显的层效应规律;裂隙累积量随CFRP层数的增加而增大。 展开更多
关键词 尺寸效应 煤圆柱 碳纤维增强聚合物 强度模型 单轴压缩
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