张国凯
- 作品数：33 被引量：254H指数：10
- 供职机构：南京理工大学机械工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江苏省自然科学基金国家杰出青年科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学理学兵器科学与技术自动化与计算机技术更多>>
- 基于声学测试和摄像技术的单裂隙岩石裂纹扩展特征研究被引量：12
- 2019年
- 为研究裂隙岩石破坏强度及裂纹扩展特征,采用MTS岩石力学试验机对单裂隙岩石进行单轴压缩试验,同步进行声发射、声波及摄像测试,研究裂隙岩石应力应变行为、声波及声发射特征与裂纹扩展、聚结的变化关系。结果表明,起裂应力、峰值强度及模量随裂隙倾角α变化一致,均先减小后增大,起裂应力和强度受α影响较大;裂纹间断性加速扩展引起的应力转移和释放(应力降),导致裂隙岩石应力-应变曲线呈阶梯状上升;应力降伴随着能量释放、刚度劣化和AE振铃计数的激增,随着α的增大,首次应力降和振铃计数陡增对应的应力逐渐增大,且振铃分布向峰值强度附近集中;裂纹起裂、扩展引起波幅和波速衰减,且波幅下降早于应力降的发生。α=0o岩样峰前波速降高达50%,随α的增大,波速下降点的应力逐渐增大,峰前波速降幅不断减小,α较小时峰前裂纹发育程度高,随着α的增大,峰前裂纹发育程度减弱,裂纹加速扩展、聚合向峰后转移;裂纹长度扩展到临界值时扩展速率会发生快速增大,随着α的增大,裂纹临界长度逐渐降低。
- 张国凯李海波王明洋李晓锋
- 关键词：类岩石材料波速声发射
- 节理特性对岩体力学性能的影响被引量：10
- 2016年
- 采用颗粒流模拟研究单轴压缩下节理特性对试件宏观力学参数、能量及波传播规律的影响,揭示裂纹扩展演化机理及破坏模式的变化规律,定义细观节理刚度比和强度比反映节理力学特性。研究结果表明:峰值强度、弹性模量、起裂应力随节理厚度增加、刚度比的下降而不断减小,泊松比随节理厚度增加而大幅度增加,节理强度比直接影响峰值强度;与张开节理相比,节理充填物降低尖端应力集中,导致试件损伤破坏程度及破坏模式的改变,同时引起宏观力学参数增大,并随节理刚度减小,逐渐趋近前者。通过在模型内设置激发源和接收器,对激发源施加速度脉冲模拟剪切波和压缩波的传播过程,节理对波幅影响远大于波速,充填节理透射系数明显大于张开节理透射系数,前者随厚度增加衰减更快,与纵波相比,横波随节理弱化衰减较快。
- 张国凯李海波夏祥李娜娜柴少波
- 关键词：颗粒流单轴压缩岩体力学参数波传播
- 坑道内爆炸条件下温压炸药的爆炸特性及其影响因素
- 2024年
- 温压炸药在坑道内爆炸时会产生多种毁伤元,对坑道内人员和设备造成严重威胁。基于不同药量的温压炸药爆炸试验,对坑道内爆炸条件下温压炸药的爆炸特性开展了研究,分析了爆炸热效应演化特征、冲击波传播规律和氧浓度降低情况,讨论了坑道对铝粉后燃的约束作用规律以及形成高烈度后燃效应的药量条件。研究表明:温压炸药火球辐射亮度高于TNT,且其火球温度峰值超过TNT温度峰值的1.3倍。在火球演化过程中,火球在后燃阶段的温度峰值较火球形态刚稳定时提升超过10%。在冲击波传播规律方面,超压峰值与正压时间的TNT当量系数分别约为1.4与1.65。另外,铝粉后燃产生的压缩波对冲击波能够形成多种补充效果,陡峭升压的压缩波能够使冲击波峰值升高,持续时间长但升压速率慢的压缩波能够限制冲击波的衰减,延长整体正压作用时间。受坑道约束作用,温压炸药爆炸火球将与坑道壁面发生相互作用,进而提高铝粉的燃烧烈度。当温压炸药质量立方根与坑道直径的比值大于0.28 kg^(1/3)/m时,将产生高烈度后燃效应。
- 纪玉国张国凯李干邓树新姚箭李杰王明洋何勇
- 关键词：温压炸药
- 一种带弯曲自由度的外鞘
- 本发明涉及医疗器械技术领域，提供一种带弯曲自由度的外鞘。带弯曲自由度的外鞘包括外鞘本体、内鞘和驱动丝。外鞘本体的内部形成有工具通道，内鞘可活动地设置于工具通道内。内鞘包括自转管和与自转管的第一端连接的弯曲关节组件，弯曲关...
- 张国凯刘宏斌
- 考虑黏性效应的爆破震动区的理论分析被引量：5
- 2018年
- 由于波阵面的几何扩散和介质的吸收作用,爆破地震波在传播过程中其幅值和频率会发生一系列的变化。为探究爆破地震波的产生和传播规律,将岩体考虑为黏弹性介质,并将爆破荷载等效地施加在震动区边界上,然后从频域求得该问题的积分解,最后对积分解进行数值计算和参数分析,结果表明:爆破荷载上升时间越短,震动区边界的振动幅值越大;爆破荷载总持续时间越长,震动区边界的振动持续时间越长,但振动幅值不受影响。在相同爆破荷载作用下,介质的弹性模量和黏性系数越小,震动区边界的振动幅值越大。爆破地震波的几何衰减分为近区衰减和远区衰减,近区衰减的速率明显大于远区衰减的速率。随着黏性系数与弹性模量的比值增大,介质对爆破地震波的吸收更明显。随爆破地震波传播距离增加其高频成分相对低频成分减少,黏性系数越大,减小的速度越快。
- 李志文李建春洪胜男李海波张国凯
- 关键词：黏弹性介质爆破振动爆破荷载
- 具有定位功能的颅内压力保持器
- 本发明涉及医疗设备的技术领域，尤其涉及具有定位功能的颅内压力保持器，包括固定件，固定件包括连接件和固定本体；固定本体上开设有第一操作孔，第一操作孔沿着第一方向贯穿固定本体；连接件固定于固定本体的第一端，所述连接件在靠近所...
- 刘宏斌王帅张国凯
- 缩比模型弹侵彻岩石靶尺寸效应试验研究与理论分析
- 2023年
- 为研究弹体侵彻岩体介质尺寸效应产生的内在机理,开展两种弹形几何相似的钢质弹体对高强度花岗岩靶的侵彻效应试验。根据侵彻深度试验结果,评估常用的经验公式对于高强度岩石侵彻深度预测的适用性,发展以弹形系数和弹径系数为控制变量的侵彻深度计算方法,建立不同缩尺比下模型弹与原型弹侵彻深度换算关系。研究结果表明:模型弹与原型弹的比例侵彻深度存在弹体口径放大效应,该效应系数不仅与缩比系数有关,也与原型弹直径以及靶体材料参数有关,且随着原型弹直径的增大而增大,随着缩比系数的增大而减小;建立的侵彻深度换算关系解释了采用传统模型试验方法导致模型与原型试验结果之间产生误差的原因,揭示了弹体侵彻岩石类介质中尺寸效应产生的机理。
- 高飞邓树新张国凯纪玉国刘晨康王明洋
- 关键词：花岗岩模型试验侵彻深度尺寸效应
- 神经外科手术机器人用外鞘
- 本发明提供一种神经外科手术机器人用外鞘，属于医疗辅助设备技术领域。该外鞘包括：金属多腔管，内部设置有第一通道；端头，连接于所述金属多腔管的端部，所述端头内设置有第二通道，所述第二通道与所述第一通道对应且相连通；所述端头上...
- 张国凯刘宏斌
- 不同高温作用后混凝土劣化损伤性能
- 2023年
- 混凝土作为普遍使用的建筑材料,为进一步探索其在受到高温冷却后劣化损伤性能,使用∅74 mm大口径分离式霍普金森压杆对不同温度冷却处理后的C30混凝土材料进行动态力学性能试验,得到其不同温度后、不同应变率下的应力-应变曲线,并针对其动态抗压强度、损伤变量及破碎形态进行了探讨。结果表明:在100~200℃范围内,混凝土的动态抗压性能下降有限,但当温度达到400℃及以上时,其力学性能下降明显,破碎形态严重。过高的温度会对混凝土材料造成损伤,高温冷却会使混凝土产生应变软化效应,高应变率下混凝土材料也体现出了应变率强化效应。过多的裂缝扩展也一定程度上抑制了损伤变量的增长。在相同温度处理后,应变率越高会使混凝土试样破碎越严重。且过高的温度会加剧混凝土的劣化损伤。
- 张仲昊汪维张国凯王振吴汩
- 关键词：混凝土霍普金森压杆应力-应变关系应变率效应
- 岩石单轴压缩下能量与损伤演化规律研究被引量：28
- 2015年
- 能量变化是材料各参数变化的本质特征。通过颗粒流模拟岩石单轴压缩试验,从细观力学角度分析能量转化、裂纹扩展及损伤演化规律。颗粒流利用细观颗粒的运动克服了宏观力学理论不易实现试件多裂纹破坏形态的缺点,以此研究能量变化更加合理。应力-应变各阶段能量与微裂纹及损伤存在着相互对应的发展关系。通过3种工况论证了宏-细观力学参数对应关系,采用最小二乘法拟合得出微裂纹与轴向应变呈幂次函数关系。采用割线模量定义损伤变量,取模量加速下降处(对应裂纹加速扩展)为损伤门槛,对应损伤阈值为0.158。3种工况下微裂纹数量与损伤呈线性发展关系,为损伤演化的深入研究提供参考。
- 张国凯李海波夏祥李俊如于崇刘景森
- 关键词：单轴压缩颗粒流程序
