江苏大学学报（自然科学版）

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柴油机双层多孔喷油嘴瞬态流动特性

王谦, 李念, 何志霞, 钟汶君, 高志胜

2015, 36(4): 373-379. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2015.04.001

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以某型国产喷油器喷油嘴为对象,在X射线精确测量其几何参数的基础上,采用动网格技术对喷油嘴内部瞬态流动进行模拟研究,并通过可视化试验验证所建模型的准确性．研究了不同位置处、不同喷射压力下喷孔内流量系数、气相体积分数随针阀运动的变化,分析了燃油性质对喷孔内流动特性的影响．结果表明:在相同的喷油压力下,上层喷孔与下层喷孔相比,空穴现象会提前出现,且空穴发展更加迅速,空穴区域更大;针阀关闭阶段与针阀开启阶段相比,喷油嘴内部空穴发展较快,喷嘴内空穴在针阀关闭的前一刻会瞬间增加;喷油压力增加,空穴现象产生时刻提前,空穴发展区域增大;进出口压力相同时,喷孔内空穴现象的发展及其强度受燃油运动黏度、饱和蒸汽压和密度的影响．

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EGR率对生物柴油燃烧颗粒的影响

王忠, 何利娜, 赵洋, 刘帅, 李瑞娜

2015, 36(4): 380-385. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2015.04.002

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为进一步降低柴油机的颗粒排放,通过建立改进颗粒排放模型,改变进气成分,探讨不同EGR率(0,10％,20％,30％,40％)对柴油机燃用不同掺混比例生物柴油(B0,B50,B100)的颗粒质量、颗粒粒径以及颗粒数的影响,并考察生物柴油结合EGR对颗粒的作用效果．结果表明:随着EGR率增加,颗粒排放呈先升高后降低的趋势,当EGR率增加到20％时,颗粒排放达到峰值,缸内颗粒的最高质量浓度增加,颗粒的分布区域增加|随着EGR率和生物柴油掺混比的增大,颗粒粒径分布发生由核态向聚集态再向核态的转变,核态颗粒数随EGR率升高呈先减小后增加趋势|相同EGR率下,核态颗粒数在颗粒总数量中所占比例随生物柴油掺混比的增加而增加,聚集态颗粒与核态颗粒的变化规律相反．

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交通事故再现中轮胎／路面附着系数估算方法

陈涛, 刘荣昌, 杨震

2015, 36(4): 386-391. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2015.04.003

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为提高估算交通事故再现时所需轮胎／路面附着系数的准确性,提出了1种轮胎／路面附着系数估算方法．基于模糊控制理论,分析了轮胎／路面附着系数的主要影响因素,建立了路况、胎压、胎况、车速和附着系数的隶属函数,并依据专家经验法制定了模糊规则库,最终建立轮胎／路面附着系数估算模型,并通过试验验证了该模型的有效性．试验结果表明:对于ABS车辆附着系数估算模型,最大相对误差为3.57％,最小相对误差为1.25％,相对误差均值为1.96％,相对误差均方差为0.80％|对于非ABS车辆附着系数估算模型,最大相对误差为3.03％,最小相对误差为1.49％,相对误差均值为2.24％,相对误差均方差为0.79％．

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仿生制动盘热-结构耦合场的ANSYS仿真分析

黄风山, 高雅妍, 王立新, 翟利刚

2015, 36(4): 392-397. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2015.04.004

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汽车制动盘在紧急制动下易发生热衰退导致的制动性能失效现象,从而引起事故的频繁发生．基于昆虫体表因具有非光滑表面结构而表现出的耐磨特性,构建了制动盘表面微结构仿生模型．根据热分析理论,对模型进行了不同初始速度下摩擦制动过程中瞬态温度场的仿真分析,研究了仿生制动盘表面微结构对散热性能的影响．结果表明:表面具有微凹坑结构的制动盘表现出较好的散热性能,利于制动性能的提高|这源于凹坑结构更易储存空气,能够实现制动盘与周围空气的快速换热,利于制动热量的迅速散失,从而有效降低因温度骤然升高而引起的热疲劳和热磨损.

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嵌入面向结构式衬套的悬架和整车性能

高晋, 杨秀建, 牛子孺, 张昆

2015, 36(4): 398-405. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2015.04.005

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为了准确分析橡胶衬套复杂的多向耦合变形对悬架和整车性能的影响,提出了面向结构的橡胶衬套建模分析方法．根据实际的橡胶衬套尺寸、材料和结构建立其柔性体模型．以刚性主节点替代衬套内外金属套筒作为衬套子结构的主节点(界面点),以金属约束表面上的节点作为从节点,在主从节点处建立多点约束(MPC),实现衬套约束表面与金属套筒的位移随动．基于固定界面模态综合法,对衬套柔性体模型进行模态截断,通过模态叠加再现衬套的实际变形．将橡胶衬套柔性体嵌入双横臂前悬架和多连杆后悬架,通过仿真得出了不同工况下悬架的柔性特性指标与衬套刚度的非线性关系曲线．将前后悬架搭建成整车刚柔耦合模型,分析了整车瞬态响应指标与衬套刚度的非线性关系,探明了衬套刚度对整车操纵稳定性指标的影响趋势．结果表明:改变前后悬架衬套刚度使悬架的C特性发生变化后,可以达到明显改善车辆的瞬态响应的目的|在衬套刚度变化范围内,前后脚部地板加速度均方根值成离散分布情况．

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绿闪信号作用下交叉口的绿灯间隔时间

沈家军, 王群

2015, 36(4): 406-410. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2015.04.006

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为了保障绿闪信号作用下交叉口运行的安全性,以交叉口车辆避免陷入“两难区”为前提计算了绿闪信号的合理时长,根据不同行驶特性将上一相位尾车及下一相位头车的行驶时间进行了分类,从而建立了不同流量条件下交叉口绿灯间隔时间的计算公式．以扬州市交叉口为实例进行了应用,获得了不同流量条件下绿灯间隔时间的具体数值,结果表明:绿闪信号作用下的绿灯间隔时间比没有绿闪信号的大,且流量越低或上一相位尾车初速度越小,二者之间的差值越大,绿闪信号在一定程度上可以提高交叉口的通行效率．

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黄瓜叶片上SPAD值的空间分布及氮素诊断的位点选择

胡静, 毛罕平, 左志宇, 李青林

2015, 36(4): 411-417.

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在温室条件下测定并分析不同施氮水平下黄瓜正三叶叶片不同位点的SPAD值的空间分布特征,并对不同位点的SPAD值与叶片含氮量之间的相关性进行分析,探求应用叶绿素计诊断黄瓜氮素营养状况的最佳测试位点．开花期和结果期的研究结果均表明:黄瓜正三叶叶片不同位点的SPAD值存在显著的分布差异,比较不同位点的SPAD值的变异系数,得到叶片边缘的变异系数明显高于主叶脉两侧,而叶尖部三角区域的变异系数明显高于叶片其他任何区域,叶片各位点的SPAD值与叶片含氮量均存在显著的相关关系．初步研究选择离叶尖部相对距离20％与叶边缘之间的叶尖顶三角区域作为黄瓜氮素诊断的最佳位点．

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激光接收器自动升降式平地机的研制与试验分析

孟志军, 付卫强, 武广伟, 董建军, 丛岳

2015, 36(4): 418-424. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2015.04.008

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针对现有激光平地机的激光接收范围受限和激光接收装置调节困难问题,研制了一种支持激光接收器自动升降的新型激光平地机．介绍了该激光平地机的总体结构、电液控制系统和激光接收器自动升降装置的设计与实现方法．通过农田精平作业试验检测了系统作业精度和作业效果,结果表明试验区域平地后高程标准差不超过2.20 cm,地块平整状况的相对改善度均达到60％以上．此外,针对激光平地机作业效果评估方法的局限,提出了一种定量评估农田地表空间平整程度的指标及计算方法．

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风送荷电喷雾特性试验

王贞涛, 张永辉, 董庆铭, 王晓英, 闻建龙

2015, 36(4): 425-430. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2015.04.009

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为研究风送荷电喷雾在空间的粒径分布和沉积特性,设计了一种风送荷电喷雾试验装置,包括雾化装置、荷电装置、风送设备以及相应的测量设备．首先对轴流风机改造前后的气流速度进行了对比,然后探讨了雾滴的荷质比和云电流与电压的关系,最后研究了荷电与非荷电状态下,喷嘴轴线上的雾滴粒径和沉积质量的分布规律,以及轴线上距喷嘴出口2.0和3.0 m,沉积质量沿水平径向(y方向)和雾滴粒径沿垂直径向(z方向)的分布特点．研究结果表明:改造后的轴流风机产生的气流轴向速度增大,有助于增加喷雾射程|雾滴的荷质比与云电流随电压的升高而增大|荷电与非荷电情况下,雾滴粒径与沉积质量均随轴向距离的增加先增大后减小,呈现单峰分布|荷电雾滴沿垂直径向的粒径分布关于轴线呈现出较大的不对称性,即小雾滴在轴线上方,大雾滴在轴线下方|荷电雾滴沿轴向(x方向)和水平径向(y方向)的沉积范围较广且均匀性较好．

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产品外观造型三维装饰图案自动生成技术

李珂, 王刚, 张伟社, 陈世斌

2015, 36(4): 431-434. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2015.04.010

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提出一种集成Visual C++，UG和犀牛软件依据分形图案、织物和文物等图案构图元素与构图规律的三维图案自动生成方法与技术．通过Visual C++对UG进行二次开发,实现平面三维图案的自动生成,利用犀牛软件以STEP文件格式实现了平面三维图案向产品外观造型实体的映射．应用开发的三维图案自动生成系统,以三维图饰映射在玉镯造型的实例验证了该方法与技术的可行性与有效性

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半监督分类中的噪声控制及相关算法

姜震, 詹永照

2015, 36(4): 435-438. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2015.04.011

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为了更好地控制利用伪标签样本学习的这类半监督分类算法中的噪声,针对以往研究中分布噪声难以量化并被忽视的问题,提出一种基于高斯混合模型和伪验证集的噪声量化和分析的新方法．根据噪声下的泛化误差分析,提出一种可回溯的分类器迭代训练策略,可以有效降低伪标签样本带来的噪声影响．通过将该训练策略与集成学习相结合,提出一种ensemble selflearning(ESL)算法,能够进一步提高分类算法的泛化性能．在6个公开数据集上与同类先进算法进行了试验比较．结果表明,所提出的算法取得了最高的平均准确率,并且在75％的试验数据集上都取得了最好的准确率．

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基于三电平NPC技术的SVG控制方法及其系统实现

刘国海, 刘云龙, 李俊杰, 刘贺, 陈兆岭

2015, 36(4): 439-444. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2015.04.012

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针对煤矿井下非线性负荷产生的无功以及电压波动等电能质量问题,搭建了矿用防爆型1 140 V、400 kVar三电平NPC技术的静止无功发生器(SVG),并提出适用于系统无功补偿控制的三电平空间电压矢量调制算法．基于两电平空间矢量调制原理,将三电平的参考电压矢量扇区判断和基本电压矢量作用时间简化到两电平范畴,从而推导出三电平SVG的SVPWM调制算法及中点电压平衡的控制策略．研制出基于DSP与FPGA结构的三电平SVG数字控制系统．在所搭建的系统上进行了模拟试验．试验结果表明:所研制的系统具有良好的容性和感性无功控制特性,动态响应5～10 ms,满足工业现场实际要求．

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基于电动-发电运行状态的永磁同步电机温度场分析

丁树业, 邓艳秋, 崔广慧

2015, 36(4): 445-451. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2015.04.013

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为了探究永磁同步电机(PMSM)在不同频率电动和发电工况下的温度场特性,以一台船用50 kW表贴式PMSM为例进行分析．基于传热学及计算流体力学基本理论,根据电机的结构特点,在基本假设的基础上,建立三维流热耦合电机温度场的求解模型,采用有限体积元法(FVM)对其进行了数值求解．通过数值计算分析了PMSM内部的传热特性,并与试验数据进行对比．结果证明了求解模型的正确性及求解方法的准确性．最后,对不同工况下PMSM定转子部分的温升分布规律进行对比分析,揭示了PMSM内部温升变化规律,可为PMSM结构和冷却系统的设计提供理论依据．

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环境与结构因素对输电线舞动的影响

高仕赵, 李欣业

2015, 36(4): 452-457. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2015.04.014

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为了确定环境与结构因素对输电线舞动的影响,将输电线舞动的流固耦合问题简化为在气动力作用下的瞬态动力学问题．首先,根据悬索链理论进行静态找型,确定输电线的初始状态,并利用Hartog Den的垂直舞动机理和O.Nigol的扭振机理确定输电线所受到的气动力．其次,应用ANSYS的APDL语言编写有限元批处理程序,建立了两自由度输电线舞动的有限元模型,并依据已有的数据对此模型进行校验．最后,应用所建立的模型分析了风速、空气密度、阻尼比以及初始张力等参数对输电线舞动的影响．结果表明,舞动振幅随风速与空气密度的增大而增大,随阻尼比以及初始张力的增大而减小．

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基于田口法的Sn-Cu-Ni-xEu无铅钎料润湿性研究

张亮, 孙磊, 郭永环, 何成文

2015, 36(4): 458-460. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2015.04.015

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基于田口法研究Sn-Cu-Ni-xEu无铅钎料在不同基板表面的润湿性能(不同钎剂和不同氛围),探讨不同控制因子对无铅钎料润湿性的影响规律.研究结果表明:钎料组份、钎剂、基板和氛围对钎料润湿性的影响显著不同,4个因子的影响从大到小依次为钎剂、氛围、钎料组份、基板,其中钎剂对润湿性的贡献最大.最优匹配组合为Sn-Cu-Ni-0.04Eu、RMA钎剂、Au／Ni／Cu基板和真空氛围.另外,稀土元素Eu的添加可以显著提高Sn-Cu-Ni钎料的润湿性.

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冲头表面毛化形貌参数对板料杯突值影响的试验

符昊, 杨烨刚, 符永宏, 王浩, 杨守军

2015, 36(4): 461-464. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2015.04.016

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对钢球冲头进行激光毛化处理,在表面得到不同几何参数的球冠状毛化形貌,将其在杯突试验机上进行杯突试验,考察冲头表面不同毛化形貌参数对杯突值的影响规律．结果表明:随着钢球表面毛化形貌参数和分布的改变,板材的杯突值随之变化．经激光毛化处理的钢球冲头,其板材的杯突值减小,最大减小幅度达7.99％|破裂圆的直径增加,破裂关键点远离球顶,向外移动最大距离为2.125 mm|未拉裂杯突试验成形件在球顶和破裂圆之间的厚度大于未造型钢球．球顶板料的厚度随着杯突值的减小而增加,厚度最大增加幅度为8.26％,造型后半球形件最薄处厚度的增加幅度达到2.81％．

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评价长度对沥青路面性能PCI结果的影响

刘圣洁

2015, 36(4): 465-468. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2015.04.017

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为研究评价长度对PCI结果的影响,选取8个评价长度进行分析,并计算了不同评价长度对沥青路面PCI评价结果的影响,将其评价结果与标准的1 000 m长度评价结果对比．研究结果表明:当选定的评价长度小于标准的评价长度时,得到的PCI评价结果较标准长度的PCI的结果偏大|当选定的评价长度大于标准的评价长度时,得到的PCI评价结果较标准长度的PCI的结果偏小．研究发现,当评价长度为(1 000±500)m时,得到的总体PCI与标准值计算的总体PCI值的偏离度较小．当无法满足标准长度的划分或仅需对该路段总体性能进行评价时,为保证PCI的精度,评价长度应尽量偏大而不宜偏小．

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配筋方钢管混凝土柱的抗压性能

郑亮, 靳小俊, 董彦莉

2015, 36(4): 469-474. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2015.04.018

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通过配筋方钢管混凝土柱轴压试验及ABAQUS有限元软件对配筋及未配筋方钢管混凝土柱的轴心受压和偏心受压性能进行了非线性数值模拟,研究了2种方钢管混凝土柱在轴心受压和偏心受压下的力学性能、变形能力和破坏形态,给出了2种方钢管混凝土柱数值模拟的荷载-位移曲线和变形形式,分析了配筋对方钢管混凝土柱变形和极限承载力的影响．结果表明:钢管混凝土柱加配筋以后,极限承载能力显著提高,同时变形性能得到一定的改善,但2种方钢管混凝土柱的破坏形态基本相同．随着偏心距的增加,2种钢管混凝土柱的极限承载力和后期的稳定承载力逐渐降低,但配筋钢管混凝土柱的降低幅度比钢管混凝土柱降低幅度小．

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大体积混凝土水化热温度特征数值分析

孙维刚, 倪富陶, 刘来君, 武群虎, 赵瑞鹏

2015, 36(4): 475-479. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2015.04.019

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为研究大体积混凝土水化热温度规律,防止早龄期混凝土开裂,以普立特大桥重力式锚碇散索鞍支墩基础第1层混凝土浇筑过程为例,对其水化热温度进行了连续监测．对实测混凝土水化热温度进行拟合分析,提出了基于指数函数和的形式的简化计算模型,该模型对混凝土水化热温升的拟合优度较好．利用混凝土温度有限元计算理论,结合散索鞍支墩基础所处的环境状况,建立考虑冷却管的三维有限元模型,对混凝土浇筑过程中的温度场进行模拟计算,计算结果和实测值吻合度高,并对散索鞍支墩基础在有无冷却管下的水化热温度进行了对比分析,为工程实际提供有益的参考．

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玄武岩纤维沥青混合料动态蠕变试验

卢佩霞, 肖鹏, 吕阳

2015, 36(4): 480-484. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2015.04.020

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为研究玄武岩纤维对沥青混合料高温抗车辙的改善效果,采用UTM-25伺服式材料动态测试系统,对掺加与不掺加玄武岩纤维的AC-13,SMA-13不同级配沥青混合料,在40,50和60 ℃温度环境下进行动态蠕变试验,对比分析6种不同级配沥青混合料的动态蠕变曲线、流变次数等．试验结果表明:掺加玄武岩纤维后,混合料在相同作用次数下的永久应变减小,且沥青混合料达到蠕变破坏阶段的累计作用次数大于不掺加玄武岩纤维的沥青混合料|沥青混合料的流变次数随温度升高而降低,掺加玄武岩纤维后降低趋势变缓,且温度越高效果越明显．可见,掺加玄武岩纤维能有效提高沥青混合料的抗车辙性能．

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河北水勘院正定基地地下水源热泵系统热平衡问题分析及对策

于丹丹, 骆祖江, 王琰, 张德忠, 方连育

2015, 36(4): 485-490. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2015.04.021

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为了准确模拟预测河北水勘院正定基地地下水源热泵系统运行期间的地下水渗流场与温度场的变化规律,避免未来地下水源热泵系统运行期间出现的冷热贯通现象与冷热堆积问题,通过总结分析地下水源热泵的应用与模拟研究现状,针对浅层地温能开发与地下水环境模拟中存在的问题,建立了相应的地下水渗流与热量运移三维耦合数值模型,并结合未来地下水源热泵系统的运行工况,预测分析了不同条件下未来地下水源热泵系统的热平衡发展趋势.结果表明:该示范工程按设计方案运行,抽、灌井之间存在热贯通现象及冷堆积问题|提出了当浅层地温能开发存在冷堆积时,在不改变冷热负荷和抽灌井间距时,可采用运行一周期后互换抽水井与回灌井的方案,以有效缓解地下水源热泵工程热贯通现象与冷堆积问题.

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不同应变率下的盐岩损伤声发射时空演化

王伟超, 刘希亮, 张五交

2015, 36(4): 491-496. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2015.04.022

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利用RMT-150B岩石力学多功能系统和声发射监测系统,对不同应变率下盐岩损伤的声发射时空演化规律进行试验,同时分析不同加载应变率对盐岩单轴压缩过程的极限强度和变形的影响．研究表明:盐岩在2种不同应变率下的损伤声发射时空演化趋势大致相同,压密和弹性阶段都经历很短时间|弹性阶段定位点数量呈线性增长,塑性阶段初期定位点快速增加,塑性阶段中后期,定位点增加速度逐步减小|在破坏阶段,应力虽然降低,但仍有相当数量定位点出现．应变率对盐岩的损伤有较大影响,应变率越大,定位点数量越少|应变率越小,定位点数量越大．应变率对单轴压缩盐岩的极限强度影响不大,对变形影响较大,盐岩塑性变形在低加载应变率时较大,在高加载应变率时较小|在峰值强度前后,加载应变率越小,塑性变形特征越明显．

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