高摩阻超静定土工格栅在粗粒土夹层中的剪胀作用研究

在加筋土工程中,采用异型格栅和设置粗粒土夹层可以有效增强筋土相互作用。然而粗粒土夹层厚度的确定方法仍有待进一步研究。基于一种带有凸起节点结构的高摩阻超静定土工格栅(high resistance hyperstatic geogrids,简称HRHG)与砾石的直剪试验结果,建立了剪切硬化筋土界面的剪胀本构模型,并进一步研究了筋土剪胀应力在土体内引起附加应力的分布规律。通过开展不同法向压力(30、50、80 kPa)下的直剪试验,研究了不同粗粒土夹层厚度(60、100、140、180 mm)对筋土相互作用的影响,并与筋土界面剪胀应力的分布规律进行了对比分析。结果表明,筋土界面剪胀本构模型可以有效计算剪缩位移和剪胀位移,且最终剪胀位移随法向压力增加而减小。由界面剪胀应力引起的粗粒土中附加应力随着与筋土界面距离的增加而降低,但是剪胀范围逐步增大。粗粒土夹层厚度的增加可以有效提高界面剪切强度,但存在最优夹层厚度使界面剪切强度的增幅迅速降低。最优夹层厚度随着法向压力的增加而减小。通过对比分析最优夹层厚度与剪胀应力比之间的关系,提出了基于筋土界面剪胀本构模型的确定最优夹层厚度的半经验公式,可为HRHG在工程中的设计或应用提供参考。

多头电脑刺绣机超静定梁机架的设计

多头刺绣机机架为大跨距横梁结构,机头为偏心凸轮机构,在高速工况下常激发出强烈振动,影响刺绣产品的质量和产量。为了解决多头刺绣机横梁的振动问题,通过多体动力学分析和有限元分析,提出了多头电脑刺绣机超静定横梁机架的概念。通过机头两侧配置半圆柱形平衡块,降低机头运行的惯性力,减小内部激励;采用超静定梁的设计理念,对横梁的约束进行加强,降低横梁的振幅,改善振动周期。与目前市场上多个机架减振方案对比,文章提出的超静定梁的振动幅值具有明显优势,横梁振动周期发生明显变化,摆脱了机头运行带来的周期性冲击影响,从而大幅度减少由于刺绣机机头高速运转而导致的大跨距横梁振动问题,有利于提高刺绣机高速运转下的工艺精度。

一种超静定波形腹板梁的挠度计算方法研究

波形腹板梁的手风琴效应令其在相同荷载下产生的挠度相对一般组合梁更大,而工程设计中对超静定梁的挠度计算一直是较为繁琐的步骤之一。本文从对静定波形腹板梁挠度计算方法的简化出发,介绍了一种将支座弯矩看作叠加在简支梁上额外弯矩的超静定波形腹板梁挠度计算的方法,并通过与参考文献试验结果和规范公式的对比验证了计算方法的正确性,论证了腹板剪切变形在挠度计算中不可忽略的结论。以参数分析的方式对比了影响波形腹板组合梁挠度的相关因素,量化了高跨比和波折角等参数对剪切变形挠度占总挠度比值的影响,并提出了可通过减小波折角度来对腹板剪切变形引起的挠度进行控制的建议。

煤矿不同工况下ZC20000/34/68超静定液压支架强度分析

为进一步探究超静定液压支架可能的优化路径,以ZC20000/34/68型超静定液压支架为研究对象,在对其进行三维建模的基础上,综合考虑各种不利工况进行强度分析,重点分析其应力分布情况,并根据仿真分析结果对液压支架的初步优化路径进行探讨。在此基础上,进一步分析该型超静定液压支架的疲劳寿命,针对部分疲劳寿命偏低的部件,提出更具针对性的优化措施,以期为后续的优化工作提供参考借鉴。

基于杠杆法求解超静定结构约束反力的新方法

杠杆法是目前求解连续梁一类结构最简便的方法之一。提出将杠杆法从求解连续梁拓展到求解各类超静定结构的新方法。具体是,基于杠杆法解算的一次超静定基本结构,采用杠杆法公式和力法的混合方法计算基本结构,提取与未知量对应的分量F_(x)、F_(z)、M_(xz)之一作为系数矩阵的系数,依次计算出所有未知量X_(i),的主副系数δ_(ii)、δ_(ij)和自由项Δ_(ip),其中δ_(ii)恒等于1,将其对号入座进入系数矩阵,求解出全部未知量,完成超静定结构的解算。解算体系简单明了、结果准确,容易在计算机上实现。

计算结构超静定次数的公式

对于超静定结构,我们必须知道超静定次数,本文论述了简单明了确定超静定次数的公式。

结构力学含有轴向载荷超静定结构弯矩计算新方法

超静定梁的求解相对复杂,含有轴向载荷的超静定梁问题则更难求解。为解决含有轴向载荷的超静定梁问题,本文建立了含有轴向载荷的梁弯曲变形的力学模型,运用微元法建立了弯曲拓展方程。结合梁的边界条件,通过中心差分法对弯曲拓展方程进行求解,运用计算机计算获得梁上任意截面的剪力、弯矩、转角和挠度。通过与文献中的实例进行对比,验证了本文方法的准确性。在此基础上,分析了轴向载荷对梁弯曲变形的影响,分析结果表明轴向载荷对梁变形的影响不能忽略,轴向压力会增加梁的挠度,轴向拉力与之相反,且轴向载荷越大,作用效果越明显。该方法通用性强,能够求解复杂载荷下的超静定问题,同时也适用于多次超静定以及变刚度梁的求解。

超静定六维力传感器静定测量模型及标定方法

针对一种预紧式超静定Stewart结构六维力传感器,通过综合考虑传感器的整体刚度和分支杆变形的位移协调关系,以简洁的解析表达式推导得到了包含中间预紧分支作用的广义外力与6个测量分支轴向力之间的全映射关系,建立了超静定六维力传感器的静定测量模型,并提出一种超静定六维力传感器的静定标定方法,进行了标定实验及测试研究。研究内容为解决超静定并联式结构的六维力传感器受力分析提供了新的途径,同时为超静定结构六维力传感器的标定研究奠定了理论和实验基础。

超静定网梁激振结构大型振动筛动态特性

利用有限元分析法,对超静定网梁激振结构大型振动筛进行了动态特性分析,计算了筛体结构的固有频率、固有振型和结构的动力响应,提出对振动筛进行结构动力修改的方法,达到了筛体结构优化的目的.分析结果表明:超静定网梁激振大型振动筛增加了筛体结构刚度,提高了筛体弯曲、扭转变形的固有频率,模态频率远离工作频率(12.2 Hz),可以有效地避免共振,降低结构的破坏程度;通过增加挡料板和周边加强筋使筛体横向变形由0.428 mm降为0.126 mm;在大型振动筛的设计中采用超静定网梁激振结构可以更好地满足大型振动筛结构刚度和强度的需求.

四轴超静定等厚筛模态分析及疲劳寿命预测

运用有限元分析法,对四轴超静定等厚振动筛筛体的固有频率、固有振型进行分析。基于上述结论,结合结构静力学分析和nCode DesignLife疲劳软件对超静定网梁体进行疲劳寿命分析。通过分析表明:在四轴变轨迹振动筛上增加超静定网梁结构能够提高振动筛弯扭变形的固有频率,有效地增加筛体结构刚度,同时能够避开工作频率,避免了因共振对筛体造成的破坏和损伤;由nCode DesignLife软件分析结果可知,在正常的工况下超静定网梁体的疲劳损伤对振动筛影响不大,其使用寿命完全满足使用要求。

基于超静定方程的橡胶材料本构模型参数识别

由于橡胶材料具有非线性和大变形特性,使得描述橡胶力学特性的本构模型参数的确定比较烦琐和困难。为了提高橡胶本构模型参数识别的准确性,基于超静定方程求解原理推导出一种新的识别方法。以某橡胶衬套为例,识别的参数应用于有限元分析,对比试验数据,结果表明该识别方法可以准确识别橡胶材料参数,并且精度相对于最小二乘法有了明显改善,显示了超静定识别法的有效性和可靠性。

均布荷载作用下一次超静定梁的弹塑性分析

通过虚功原理和单位荷载法分析了均布荷载作用下一次超静定梁的弹塑性加载及变形过程。受力变形可分为四个阶段:弹性阶段、固支端附近产生塑性变形阶段、固支端为塑性铰而固支端附近塑性区卸载阶段、固支端保持为塑性铰而梁中部部分区域产生塑性变形直至形成塑性流动阶段。给出了加载各阶段的弯矩、位移公式及外荷载与支反力的关系式,可供工程结构设计和力学教学参考。

“煤体-支柱(架)-胶结体”联合作用下顶板超静定梁模型

针对胶结充填开采中工作面煤壁、控顶区与胶结体形成区间上方的顶板受力问题,考虑胶结体强度前期快速增长、中期缓慢增长和后期稳定的形成特性,以及胶结体对顶板的支撑作用随距离工作面的长度增长而增大的特性,建立"煤体-支柱(架)-胶结体"联合作用下顶板超静定梁模型。基于结构力学解析方法,得到该模型及其2种特殊情况下的岩梁两端支座反力、两端弯矩和整个岩梁剪力、弯矩分布的表达式;确定最大剪力位于煤壁处;加快充填体强度形成的速度,能减小岩梁两端及支座所受应力。模型算例表明:①支柱和胶结体的介入,较大地改变了顶板应力分布,岩梁剪力和弯矩分布均具有非对称性;②煤壁处支座剪力和弯矩均大幅高于采空区侧支座的剪力和弯矩;③与垮落法开采相似,充填开采岩梁最大剪力和最大弯矩所在位置仍然在煤壁处,但量值均大幅减小,岩梁应力波动幅度小;④胶结充填开采有利于减少煤壁片帮,有利于工作面超前支护和顶板管理。

某大型超静定框架的动态应力测试与有限元分析

对于在多载荷场下工作的大型、复杂钢结构设备,由于其自重及多种载荷的影响,边界条件比较复杂,采用单一的试验测试技术手段或仿真计算手段都很难精确地获得其真实应力状态。采用应变电测方法和有限元仿真计算方法相结合,对某厂大型的超静定平移框架的本体钢结构应力分布及载荷分布进行了综合的分析,利用测试数据结果对有限元建模的边界条件进行了优化,利用有限元计算结果对测试结果进行了修正。测试及计算分析结果表明,采取实验测试和仿真计算相结合的技术手段,能够弥补单纯试验测试技术和计算技术的不足,充分发挥了实验测试技术和仿真计算技术的优点,提高了分析的精度。是全面掌握大型超静定框架类结构应力状态的有效的方法。

超静定梁变形计算的积分法

从线性化弯矩和曲率关系出发,将超静定梁多余反力的弯矩叠加到梁截面弯矩中去,经两次积分得到了包括积分常数和多余反力的分段转角方程和挠曲线方程,利用边界条件和连续条件确定积分常数和多余反力,进而确定了转角方程和挠曲线方程,文中工作扩大了积分法的应用范围,教学实践表明,用积分法解超静定梁的变形能够起到帮助学生学习和掌握固体力学的边值问题解题思想的作用。

大型超静定回转窑支承载荷求解通用方法

回转窑是冶金、水泥、耐火材料连续生产中的关键设备 ,是一种重载、大扭矩、多支点、超静定运行系统。本文针对回转窑载荷分布和刚度变化复杂的特点 ,建立起支承载荷求解的通用力学模型和求解矩阵 ,分别推导出窑头、窑尾为悬臂端和简支支承时 ,支承载荷分配与轴线偏差的线性关系式 ,并给出应用实例。这对合理调整与维护回转窑 ,保证它安全、高效地运行 。

基于模糊控制的超静定、多变量耦合空气弹簧隔振系统姿态控制

针对超静定、多变量耦合空气弹簧隔振系统开展其姿态控制研究。先将超静定问题转化,经过分析控制对象模型,提出一种新的基于耦合特性识别的控制方法,并将该控制方法融入模糊控制器的设计,以实现多变量耦合系统姿态控制。最后,通过试验表明控制方法可行,并且所设计的控制系统具有较好静态、动态性能。

超静定变截面悬臂梁的优化求解算法

目的研究建立一种精确有效的多余力约束力求解的新算法,解决超静定变截面梁的复杂工程结构问题.方法基于结构力学力法原理和最优化原理,结合变截面超静定梁的非线性微分方程求解的数值算法,以多余未知约束力为设计变量,以约束点满足的协调关系形成目标函数,构建了超静定变截面梁的多余未知约束力的优化求解,运用Visual Basic开发了超静定变截面梁多余未知约束力优化求解程序和梁结构变形曲线计算程序.结果优化直接算法求解的超静定变截面梁的两个具体算例1、2中计算的多余约束力,达到了要求的计算精度.结论此研究方法作为研究超静定问题的新思路,将为复杂工程结构问题的分析提供条件.

基于螺旋理论超静定液压支架自由度分析

运用拓扑机构学理论,将超静定液压支架主体机构简化为拓扑机构;基于螺旋理论,分析了超静定液压支架简化后的拓扑机构的平面自由度;与传统自由度计算方法进行了比较,奠定了进一步分析超静定液压支架空间自由度的基础。

PPC超静定结构弯矩调幅限值及方法的研究

在ＰＰＣ超静定结构弯矩调幅的研究中引入曲斗延性，使得结构满足承载力要求的弯矩调幅限值可以由理论计算求得．在弯矩调幅的取值上，考虑了使用阶段裂缝宽度限值和初铰出现迟早的影响．最后给出了ＰＰＣ超静定结构弯矩调幅的计算公式．