为了解决煤矿巷道底板锚固孔钻进困难的问题,本文提出采用高压水流正循环钻进可以有效避免"钻渣三区"的形成,并研发了一套巷道底板锚固孔深孔强力排渣系统。利用固液两相耦合流体力学理论,推导出冲洗液压力与钻渣颗粒半径、钻渣浓度和钻孔深度之间的关系式以及钻孔深度、钻渣上返速度与冲洗液压力之间的计算公式。结果表明:随着钻渣浓度的提高及钻渣半径的增大,能量消耗的频度和强度就会增加,所需要的冲洗液压力也会增大;冲洗液压力随着钻孔深度的增加而逐渐增大,当钻孔深度为8m时,要求冲洗液压力大于1.9MPa,另外降低钻机推进速度及增大钻头钻速,是保证锚固孔钻进强力排渣的关键。

设计了一种基于电磁感应效应的转子扭转振动测量方法。该方法的思路是使线圈与永磁体做相对运动，根据线圈切割磁感应线的速度与感应电动势正相关的原理，由线圈两端的电压变化量计算各点的瞬时速度变化量，进而积分求出扭振信息。算法上采用半周期插值以及与标准信号进行对应点比较，保证了瞬时速度变化量的精确度。装置设计方面通过适当的空间布局，在一定程度上消除了轴向振动和部分横振的影响。实测验证表明，该方法得出了与输入载荷一致的扭振信息，具有精确性良好，安装简易，操作方便的特点。

厚壁管道是火电机组四大管道系统的核心部件，将超声导波技术应用于厚壁管道的无损检测显得十分重要。首先确定厚壁管道检测的激励方式，优化选取适合厚壁管道检测的0．5MHz探头和楔形块角度为60°的斜探头组合。通过改变斜探头与外壁轴向缺陷之间周向距离，在一定范围内仍可检测到缺陷回波，且接收到的周向回波幅值变化不大，表明周向导波具有对厚壁管道进行无损检测的潜力。将斜探头激励位置轴向平移20mm，使斜探头周向激．励恰好不能覆盖轴向缺陷，则缺陷不能检测，得出周向导波在厚壁管道周向传播时具有指向性。该研究结果为研究厚壁管道中周向导波传播特性研究，以及利用周向导波技术对厚壁管道进行无损检测奠定了一定的基础。

为了得到竖直振动颗粒床形成对流的运动模式及形成机制,本文通过高速摄影技术对竖直振动颗粒床进行了实验研究。实验发现,随着振动加速度的增加,对流环覆盖的粒子层数和强度明显增加。通过分析颗粒速度矢量图的演化,可以获得控制对流运动的各种应力波在在粒子床中传播的信息,发现应力波的强度和持续时间与振动加速度密切相关。通过实验发现,对流运动发端于重力波面上粒子从侧壁向粒子床中心的不可逆跃迁,这种横向对流的强度与重力波面的曲率密切相关,而持续的时间随粒子床振动周期的变化而变化。

太阳能帆板是给航天器提供能源的重要装置,以压电陶瓷为做动器的智能结构可以有效地抑制卫星太阳能帆板在太空中的振动.基于Hamilton变分原理,推导得到含多个压电陶瓷片的太阳能帆板模型的振动方程.制作了太阳能帆板振动主动控制实验系统,并对太阳能帆板模型进行振动主动控制实验.实验结果表明该控制系统可大幅度降低卫星太阳能帆板的振动,延长其使用寿命.

SHPB技术虽然能方便地得出材料的动态应力应变关系,但却不能直观地揭示材料在经受冲击荷载时的变形特征,而这恰恰是泡沫金属力学性能研究的重要方面。为此,本文设计了一套SHPB-高速摄影机系统,借此系统对SHPB实验中的泡沫铝试件进行了实时的变形跟踪拍摄,然后应用图像处理软件对泡沫铝试件的动态变形进行分析并提取了位移信息,得出了泡沫铝试件的变形历时曲线。此外也通过SHPB后处理得到了试件变形信息,最后对比了这两种方法得到的变形信息,发现用这两种方法得出的数据能较好地吻合在一起。这表明,本文设计的实验方法能对泡沫铝试件在SHPB实验过程中的变形进行有效跟踪。

因为缺乏相关的理论和实验研究,局部削弱压杆的临界载荷通常按无削弱压杆处理。工程中,局部削弱压杆的使用极为普遍。对局部削弱压杆的稳定性的定量研究结果,无论是工程中,还是材料力学教学中都是迫切需要的。本文在前人理论研究的基础上,对局部削弱压杆的临界载荷作了定量的实验研究。试验结果表明,对细长压杆,即使削弱部分的刚度下降达到38.9%,对失稳临界载荷的影响仍可忽略;试验结果与黄玉珊提出的对局部削弱压杆稳定性的定量计算方法也比较接近。研究结果对部分工程问题和材料力学教学都具有一定的指导意义。

本文分析了试验机的刚度构成,提出了测试试验机刚度的活塞行程测量法,并用此法校核了 MTS815.02电液伺服控制岩石力学试验机的刚度,把活塞行程测量法应用于万能液压试验机的刚度测试,提出了自动绘图仪测量法,此法简单易行,精度也较高.

中应变率(10^(0)s^(-1)~10^(2)s^(-1))条件下材料的动态力学性能是汽车碰撞、外物对飞机和高铁的撞击、金属加工等碰撞领域的主要关注点之一,而可靠有效的试验装置是解决问题的关键。因此本文研制了一种液压气动中应变率材料拉伸试验机,并给出了其组成、运行原理以及载荷、应变的测量方法。利用该试验机进行了奥氏体不锈钢和铝合金的中应变率拉伸试验,试验结果表明:该液压气动拉伸试验装置能有效进行材料的中应变率拉伸试验,实现了载荷和应变的有效测量。

以某型舵机操纵液压换向阀为例，运用特征线法，对其由于自激振动以及启闭动作产生水击诱发非线性耦合振动现象的机理进行理论分析，获得换向阀水击振动的动态特性。通过实验验证，换向阀控制口水击压力幅值与计算结果偏差为2．87％，且压力变化趋势与计算结果基本一致。该结果可为掌握液压系统的振动特性、采取振动控制措施以及换向阀的设计和改进提供理论依据。