TBM掌子面力学模型与滚刀破岩力推力预测

以掌子面岩体破坏前状态建立了滚刀推力作用的双集中力模型,采用弹性半空间理论的Boussinesq解答和叠加原理,给出了双滚刀协同作用下岩体应力分布的解析解。根据应力分布的特点和TBM破岩要求,提出了TBM破岩的必要条件;采用单轴强度理论和多轴强度理论,分别给出了滚刀破岩推力的预测公式。工程实例表明,采用本文提出的基于多轴强度理论的预测公式计算出的滚刀破岩推力与TBM工作时实际使用的推力非常吻合。

挂面弯曲折断率仪器测定方法构建

为构建挂面弯曲折断率仪器测定方法,用三点弯曲法测定了4种挂面的弹性模量;用压杆法测定了挂面端部轴向位移量与端部转角之间的关系,并与挂面压杆力学模型的端部转角计算值进行了比较.结果表明,端部转角计算值与实测值之间的误差均小于5°,挂面端部轴向位移量与端部转角呈线性正相关关系,合格挂面弯曲折断率的端部轴向位移量应大于12mm.用端部轴向位移量的测定方法评价挂面弯曲折断率是可行的.

“工”字型径向弹性超材料零频起始带隙特性研究

为了得到零频起始带隙,提出"工"字型径向弹性超材料,并研究了其不同约束状态下弹性波的传播特性。通过对色散关系,频响函数和本征模位移场计算研究,发现在双面约束状态下可产生0~16 849 Hz的零频起始宽频带隙,主要由约束作用引起的模态转变产生。进一步,通过研究有限周期结构的方向振动位移场,发现零频起始带隙产生的机制为局域共振机制。最后,分析了结构参数对零频带隙位置及带宽的影响。研究结论可以应用于超低频减振等工程领域。

超厚钢管约束混凝土推出试验力学模型

目的研究超厚-钢管约束混凝土柱受压推出试验的力学行为,揭示钢管/混凝土粘接滑移规律.方法建立超厚-钢管约束混凝土柱受压推出的轴对称弹性力学模型.测量超厚-钢管约束混凝土柱的轴向位移和钢管的轴向位移.在试验的基础上,引入粘接层的概念,建立粘接切应力-粘接切应变关系.结果钢管、混凝土之间的切应力沿高度均匀分布,钢管与混凝土之间有沿轴向的均匀滑移,因此由超厚-钢管约束混凝土柱受压推出试验可以比较精确地测出超厚-钢管约束混凝土之间的粘接切应力.结论轴对称弹性力学模型用于模拟超厚-钢管约束混凝土柱受压推出是正确的.在钢管和混凝土之间存在粘接薄层,钢管与混凝土之间沿轴向的滑移可以等效为粘接层的剪切变形,由推出试验可以确定粘接层的剪切应力-应变关系.

车轮辐板机械应力场的两种数值模拟方法对比研究

研究了铁路机车车辆运行过程中车轮辐板机械应力场的两种数值计算方法,将机械力进行傅立叶级数展开构建二维模型,通过对比二维轴对称模型和三维实体模型的计算结果,验证了二维轴对称模型的可行性。分析了车轮在运行过程中三种典型工况下辐板中机械应力场的分布情况及变化规律,通过对比车轮辐板的Von-Mises等效应力和径向应力,发现轮毂内圆角区域最为薄弱,承受较大的交变载荷。