军队院校工程力学教学改革的思考与实践

为了适应新形势下军事人才培养目标要求,针对军校学员的特点,通过工程力学教学内容与课程体系改革的研究与实践提出了几点建议,讨论了军队院校工程力学教学改革的若干问题。

计算力学中的现代数学方法的若干问题

随着现代科学技术的高速发展 ,计算力学面临许多新课题 ,大范围非线性问题已成为计算力学研究的主攻方向 ,现代数学方法给计算力学的研究提供了强有力的工具。简要综述了计算力学所涉及的若干现代数学领域和方法 ,着重介绍了非线性问题的研究现状和发展 ,包括各类与现代数学密切相关的算法研究、Hamilton力学与辛几何、分叉理论等 ,以期展示现代数学方法在计算力学中的广泛应用。这些方法正在改变着计算力学研究的面貌 。

柔性机械臂动力学的模态综合法

运用模态综合方法 ,导出柔性机械臂系统的动力学方程 ,并指出这种方法的优点 。

移动车辆作用下弹性基础无限长梁的动力响应

通过坐标变换方法,研究了匀速移动的车辆对弹性基础无限长梁的动力响应,给出了位移和内力的计算方法,将车辆简化为移动力,移动质量,移动的振动质量三种模型,比较了它们对梁的影响,对某型带式舟桥的数值分析表明,振动质量模型较合理,给出了浮桥计算时。

用结构有限元程序进行液体晃动动力分析

讨论了液体 L aplace方程与弹性体 Navier方程之间的对应关系 ,通过引入适当的边界条件 ,构造了液体晃动的结构弹性体模型 ,最终将液体晃动动力问题归结为结构弹性体动力问题 ,从而直接应用结构有限元程序进行液体晃动动力分析 ,并对相应的有限元模型进行了深入讨论。揭示了液体晃动与结构弹性体振动的本质联系 ,便于应用结构有限元程序求解流体—结构耦合问题。算例验证了方法的正确性与有效性。

水浮力对浮桥动力响应特性的分析

为了研究水介质的浮力对桥梁静态响应、特别是动态响应的影响,了解水浮力在桥梁动力响应上的作用及其大小,利用虚功原理和振型叠加法对桥梁运动的控制方程进行求解,并编制了通用的求解程序,通过对比简支梁桥和浮桥各阶振型的传播速度、静力作用、单阶荷载作用以及移动荷载作用下的动力响应,得出水浮力的存在大大降低了浮桥的挠度,使得浮桥的动力响应存在临界长度,即简支梁桥的运动整体性强,而浮桥的运动局部性强,对浮桥进行动力分析时,可以在临界长度以内进行处理,而不必对整个桥梁进行求解.

一种简易轻质软路面力学模型的分析研究

为给路面器材强度和刚度的校核以及增强杆截面的优化设计提供理论基础,以一种应用于松软滩基的简易轻质路面为对象,依据去粗存精的原则,提出一些假设,对路面体的受力进行抽象和简化,建立相应的力学模型。以温克尔(E.Winkler)地基模型为基础,对该模型进行了初步的分析计算,给出路面体承载与沉陷的关系表达式,为后续研究奠定了基础。

纤维增强混凝土对剪压柱塑性铰形成影响的比较试验

针对汶川地震中钢筋混凝土结构出现大量脆性破坏,以改善抗震结构延性为研究目标,对7根具有相同截面和配筋、不同纤维品种和掺量的纤维增强混凝土结构柱进行了低周反复加载试验,得到了框架柱的剪切荷载—位移曲线、骨架曲线以及各阶段的荷载位移值。并据此分析了不同的纤维品种和掺量对混凝土柱延性的影响。试验结果表明,纤维增强混凝土显著改善了剪压柱的延性,延缓了塑性铰的产生。试验数据比较说明,在承受剪压的框架结构柱非线性变形过程中,钢纤维混凝土具有最强的耗能能力,碳纤维混凝土对剪压柱的水平延性提高幅度较大,合成纤维能有效延缓塑性铰的出现,但是对柱端最大承载力提高幅度较小。

学导式教学模式的研究与实践

从学导式教学模式的概念和内涵入手,研究了学导式教学的基本原则,提出了教学组织实施的建议,分析了教学研究的价值。以理论力学课程为平台,以学案为载体,强调学法指导和学生自主学习能力培养,教学实践取得了很好的效果。

基桩多信号完整性检测的研究

低应变反射波法目前在基桩完整性检测中应用广泛，但应用该方法检测尚存在测试信息量不足、缺陷特征反映不全面等问题。针对这些问题，提出了一种多信号基桩完整性检测系统，即多点激励、多点拾振，应用以多次覆盖原理为中心的数据处理方法。实践表明，多信号检测能够有效地抑制干扰，提高信噪比和测试精度，从向增加了判断桩身质量的准确性和可靠度，显示出良好的应用前景。并且该系统可以推广应用到结构的完整性检测中去，效果会更好。

波流联合作用下弹性支承梁动力特性分析

为分析铰接塔平台的动力特性,建立了部分水下带有集中质量块的等截面弹性支承梁运动模型。用耦合弹簧刚度矩阵模拟铰接头处桩基础与土层之间的相互作用,考虑波浪和海流对梁的Morison力作用及由集中质量块引起的轴向力作用,建立了弹性支承等截面梁横向强迫振动的运动控制模型。采用Runge-Kutta数值方法分别研究了耦合弹性支承和独立弹性支承条件下梁的动力响应。研究表明,波流联合作用下,弹性支承等截面梁的有阻尼固有频率并未发生变化,系统同样将发生超谐共振;海流对不同弹性支承结构的主共振响应影响是不同的。可为海洋工程中铰接塔平台的动力特性分析提供参考。

军队院校工程力学教学改革

通过对工程力学课程教学内容与课程体系改革的研究与实践，讨论了军队院校面向２１世纪的工程力学教学改革的若干问题．

层合板弯曲问题的一种解法

用最小势能原理求解对称角铺设层合板的弯曲问题 ,提出了一种不同于传统的双重三角级数的挠度函数的形式 ,不仅适用于简支边界 ,也适用于固定边界。给出了算例 ,并与文献 [1]中的结果作了比较 。

波形钢腹板PC组合箱梁的动力特性研究

通过对30m波形钢腹板PC组合箱梁的模态特性进行有限元分析和试验研究,了解这种钢-混组合结构的固有振动特性,为波形钢腹板PC组合箱梁的动力响应分析与抗震设计提供依据.研究表明,波形钢腹板PC组合箱梁的动力特性与一般的混凝土梁相比存在很大的差异,波形钢腹板PC组合箱梁结构的横向刚度和扭转刚度都比较小,在设计中必需予以重视.波形钢腹板PC组合箱梁的固有振动频率公式计算的基频结果与模态试验结果十分吻合,可用来计算波形钢腹板PC组合箱梁的基频.

方钢管混凝土柱延性的实验研究

针对结构抗震设计对延性的要求,对不同轴压比、长细比和混凝土标号的7根方钢管混凝土柱试件进行了低周反复加载实验,得到了框架柱的荷载位移曲线、骨架曲线以及各阶段的荷载位移值,据此分析了各种因素对方钢管混凝土柱延性的影响。实验结果表明:剪力滞引发了方钢管混凝土柱的塑性铰,塑性铰的扩展是柱端承载力下降的根本原因,增大轴压比将引起塑性铰更早出现,进而降低框架柱的延性和水平抗剪能力;增大长细比可以延缓塑性铰出现,提高柱的延性和耗能能力,但是水平抗剪能力下降;提高混凝土强度等级可以降低大轴压比、大长细比带来的不利因素。实验结果与有限元计算数据吻合良好。

钢筋混凝土粘结滑移静动态比较试验分析

研制开发了一种可用于实时测量承受交变荷载的结构局部位置上钢筋与混凝土之间的粘结滑移关系τ-s曲线的测试装置,以及相应的计算和测控程序,并应用该装置对一组不同混凝土标号的钢筋混凝土柱在低周反复荷载下的剪应力-滑移值进行了测试。单向反复加载试验结果与国内外普遍采用的几个著名表达式接近,低周反复荷载试验的结果则揭示了交变滑移机理的独有特性,试验数据对于桥梁荷载、地震荷载的结构设计具有直接参考意义。