基于回归分析法的矩形槽圆管吸能特性研究

为了研究矩形槽圆管吸能特性规律,提出了一种基于回归分析法的结构参数与吸能特性关系的拟合方法。针对轴向冲击下的圆管动态响应,首先,建立了6005A-T6材料的Cowper-Symonds本构模型,并验证了仿真模型的准确性;其次,设计了正交试验,建立了吸能特性与结构参数之间的计算模型;然后,利用多元线性与非线性回归分析方法对计算模型参数求解,并对比了两种拟合结果,得到了峰值力和吸能量的经验公式;接着,对比经验公式与有限元数值计算值表明,经验公式在研究范围内具有较高准确性,误差在8%以内;最后,引入吸能性能指标并使用遗传算法对圆管进行了结构优化,优化结果表明,在研究范围内当直径和槽端距最小、壁厚和槽宽最大、槽深最浅时,矩形槽圆管的吸能性能最优。

平面矩形单元及其在结构拓扑优化中的应用

在结构拓扑优化研究领域,越来越多的研究提供了简短的程序代码以验证所提方法或算法的有效性,其中应用较多的单元是平面矩形单元或更为特殊的正方形单元,但其解析公式均没有明确给出。基于此,本文以在结构拓扑优化中惯常使用的矩形单元为研究对象,推导其单元刚度矩阵、单元应力矩阵和单元质量矩阵的解析表达式,采用Matlab软件编写相关矩阵的计算代码,并通过结构拓扑优化方面的应用算例对代码进行了验证。结果表明,所给出的代码可直接使用,给出的单元矩阵的解析公式有助于更好地理解和使用相关结构拓扑优化程序。

浅埋矩形顶管施工对临近管线与地表的影响研究

矩形顶管施工引起的地表变形特征与圆形顶管或盾构隧道存在显著差异。为了明确浅埋矩形顶管施工过程中的地表沉降特征以及顶管施工对下方既有盾构隧道的影响,根据现场矩形顶管施工监测结果,分析矩形顶管施工过程中地表的变形规律,以及顶管下方既有盾构隧道的变形情况。传统的Peck公式适用于圆形顶管或圆形盾构隧道,因此采用改进的Peck公式来描述矩形顶管引起的地表变形特征;根据现场监测分析顶管施工引起的地表变形、管线变形和下卧隧道沉降规律。研究表明:改进的Peck公式相比于传统的Peck公式可以准确描述矩形顶管施工引起的地表变形规律;顶管施工引起地表和上方管线的沉降规律是一致的,但与下卧隧道的变形规律存在显著差别。

类矩形盾构穿越既有隧道引起土体沉降的模型试验研究

类矩形盾构邻近既有隧道施工的土体变形控制是今后隧道工程要面对的难题,但目前该方面的研究较少。通过开展室内缩尺寸模型试验模拟类矩形盾构邻近既有隧道施工,探究了新旧隧道不同间距以及正交、斜交、重叠、夹穿等工况下由于土体损失导致的地表和深层土体纵向变形情况;对Peck公式进行了拓展,将无既有隧道沉降值与既有隧道造成土体二次扰动沉降值叠加得到适用于类矩形盾构穿越既有隧道的地表沉降计算方法。研究结果表明:随着新建隧道的施工,地表沉降逐渐增大,最后趋于稳定;地表沉降与深层土体沉降趋势基本一致,深层土体沉降值大于地表沉降;相比正交、斜交工况,重叠工况对地表沉降影响最大,其最大沉降值比其余2组最大沉降值大1倍;斜交工况与正交工况地表沉降最大值基本相同,但斜交工况沉降槽形状为W形,正交为V形,斜交工况沉降槽宽度大于正交工况,说明对土体的影响范围更大;重叠工况由于隧道自重造成的地表沉降的效果远比遮拦效应大;对比并择优了能够计算类矩形盾构施工造成的沉降槽宽度的方法,理论计算结果与实测数据基本吻合;Peck公式适用于既有隧道造成土体二次扰动的地表沉降计算。

矩形通道速度边界层可视化实验研究

板状燃料组件结构紧凑、冷却剂通道狭窄,其边界层流场特性是决定矩形通道与常规通道内单相流动和传热特性存在差异的重要因素。本文采用粒子图像测速(PIV)技术,对间隙为2 mm和3 mm的矩形通道的速度边界层进行了可视化实验研究,分析了矩形通道边界层内速度分布、雷诺切应力等流场特性,探究了通道间隙对边界层的影响规律。实验结果表明,矩形通道的湍流边界层无量纲速度分布符合Spalding公式,在距离窄边壁面0.2~0.3 mm范围内存在雷诺切应力峰值区,随着雷诺数的增加,速度边界层的黏性底层逐渐减薄,对数律层占比增大,雷诺切应力峰值区向壁面方向靠近。减小矩形通道间隙,将会限制近壁面速度剖面的发展,使得近壁面速度梯度增大,湍流强度减小。

矩形渠道矩形侧堰水力特性试验研究

矩形侧堰作为一种量水设施,具有结构简单、造价低廉、安装拆卸方便和精度较高等优点,适用于量大面广的小型渠道及田间进水口的量水。对矩形渠道上6种不同高度的矩形侧堰在6种不同流量下进行试验,获得了矩形渠道矩形侧堰上下游附近水面线,研究了壅水高度、水头损失等水力特性,推导了形式简单、精度较高的流量公式。结果表明,主渠道侧堰附近水面靠近侧堰一侧波动程度较大,主渠道中心线次之,远离侧堰一侧的较稳定;壅水高度和水头损失随堰高度的增加而增加;推导的流量公式最大相对误差绝对值为4.98%,平均相对误差绝对值为4.27%,满足相关标准及灌区量水精度要求。

方形钢管混凝土叠合柱三面受火下力学性能分析

利用有限元软件ABAQUS建立方形钢管混凝土叠合柱三面受火下的有限元模型,通过现有相关文献试验数据对有限元分析方法的有效性进行验证后,分析方形钢管混凝土叠合柱三面受火下的温度场分布、破坏形态、轴向位移-时间关系、内力重分布、应力、应变等力学性能,并对影响构件耐火性能的相关因素进行参数分析。结果表明,方形钢管混凝土叠合柱三面受火下的横截面温度场分布呈单轴对称形态,荷载比、长细比、柱截面尺寸、外部混凝土抗压强度、截面含钢率是影响构件耐火极限的主要影响因素。基于对各主要参数影响规律的系统分析,提出三面受火下方形钢管混凝土叠合柱耐火极限简化计算公式,为此类构件在该种受火工况下的抗火设计提供参考。

矩形面积均布荷载下的明氏应力公式

以集中荷载作用于弹性半空间体内的明氏应力公式为依据 ,推出了矩形面积均布荷载下的竖向附加应力公式。对明氏解的推广应用具有重要的理论意义和长远的实用价值。

瞬变电磁法矩形线圈自感的精确表达式

在瞬变电磁法(TEM)中,矩形线圈的自感参数主要用于局部导体晚期瞬变电磁场的等效计算和接收线圈固有过渡过程计算以及瞬变电磁仪器研制。目前,在瞬变电磁法教科书中,单匝矩形线圈自感计算公式都是近似的。本文通过积分方法,推导出了长方形及正方形单匝线圈自感的精确表达式以及正方形单匝线圈自感的近似计算公式。经计算,目前使用的近似公式与精确公式相比误差很大,当回线边长为5m时,误差最小为-39.2%,最大为238.85%;当回线边长为200m时,误差最小为-58.87%,最大为219.33%。本文推导的单匝正方形线圈自感近似公式与精确公式相比误差很小,当回线边长为5m时,误差为0.4%;当回线边长200m时,误差为0.26%。

深置矩形基础的沉降计算

根据明德林 (Mindlin)的垂直位移公式 ,导出了柔性矩形基础角点和中心点的沉降公式。将这些公式与基于布辛奈斯克 (Boussinesq)垂直位移解而导出的相应沉降公式作比较 ,求出两者的比值。计算并制定了这个比值与泊松比、矩形基础长 宽比和基础埋深 基宽比的关系表 ,以供工程应用。文中对深置矩形柔性基础的平均沉降量及深置矩形绝对刚性基础的沉降量 ,亦建议了计算方法。

低渗透油藏矩形井网产能计算研究

根据低渗透油藏的非达西渗流规律,利用流管法推导的压裂矩形井网产能公式,分析研究了影响产能和动用系数的因素,主要是压裂半缝长、井排距、启动压力梯度及注采压差等,对各因素的影响程度进行了讨论,结合油田实际,提出了提高低渗透油田开发效果的途径。研究结果可用于低渗透油藏现场开发方案的井网优化及储层动用程度的评价。

矩形线圈自感的精确表达式

矩形线圈的自感公式在电气工程、电工电子技术,以及应用地球物理学等领域均有普遍的应用。由于自感计算的复杂性,目前使用的矩形线圈自感公式均为近似计算公式。这里推导了圆截面单匝矩形线圈自感的精确表达式,以及正方形单匝线圈自感的近似公式。目前使用的单匝矩形线圈自感近似公式与这里推导的精确公式相比,均存在很大误差:当正方形线圈边长从1 m到5 m时,电气工程工具书和电工电子工具书中的自感公式误差为3.06%到2.38%。使用瞬变电磁法勘探中常用的自感公式,当正方形回线边长为5 m时,误差最小为-41.17%,最大为228.25%;当回线边长为200 m时,误差最小为-59.75%,最大为212.49%。

用MATLAB求数值积分的方法

介绍了数值积分法的几种计算公式及相应的MATLAB命令,并给出了用MATLAB编程求数值积分的实例.

基于FLAC3D的矩形硐室围岩松动圈确定

围岩松动圈厚度的确定是地下硐室支护的基础,而对于非圆形硐室没有现成的计算公式,且现场实测松动圈一般比较困难,因此,对于非圆形硐室建立围岩松动圈与其影响因素之间的函数关系势在必行。本文采用FLAC3D数值计算程序,通过模拟不同条件下矩形硐室的松动圈,用回归方法建立松动圈厚度(Lp)与围压(P)、粘聚力强度(C)、摩擦角(φ)及跨高比K之间的关系,并通过了假设检验。

矩形容器中流体晃动等效模型的建议公式

根据矩形容器中流体晃动等效模型的精确解,采用非线性拟合算法,给出了等效模型中脉冲质量及其位置的拟合公式,本文给出的拟合公式比精确解简单、且计算精度远高于Housner公式,可以作为精确解良好的替代公式。建议采用本文公式(3)～(8)作为矩形容器内流体晃动等效模型的计算表达式。

软土地区矩形隧道地表施工沉降的Peck公式修正

根据昆明某软土地区矩形隧道施工的实测数据,对Peck经验公式进行修正,得到修正后的Peck公式。根据浅埋暗挖法施工特点,提出修正的Peck公式分为左线和右线表达式,引进参数α_L和α_R对2类表达式中的开挖宽度D进行修正;同时引进参数β_R和β_L对左线和右线表达式中沉降槽的宽度系数i进行修正。经过修正后的Peck公式能很好地预测软土地区矩形隧道地表施工沉降。

一类二元有理插值函数的存在性及算法

文[3]构造了对于矩形网格上基于二元Newton插值公式的一类二元有理插值函数,并给出了其存在性的充分条件.本文进一步证明了这类二元有理插值函数存在性的必要条件,特别地,当m=n时,给出了具有三角形结构的系数矩阵的判别方法,该方法计算简便且具有承袭性,文章最后给出的实例说明了方法的有效性.

常用数值求积分公式的直接证明及收敛性的证明

考虑数值积分公式的直接证明问题,利用微分中值定理给出了数值积分的矩形公式和梯形公式的直接证明,然后给出了数值积分公式的收敛性的证明.

刚性矩形基础阻抗矩阵的一种近似公式

给出了弹性半空间表面刚性矩形基础水平、竖向、摇摆和扭转方向阻抗函数一种近似公式．利用这种近似公式，可以得到已知长宽比和油松比矩形基础的阻抗函数频域解，而且还可以直接得到阻抗函数的等效时域集中参数模型．

矩形高层建筑扭转向风振响应简化计算

目的研究在风荷载作用下计算独立矩形高层建筑扭转风振响应与扭转动力风荷载的经验公式.方法结合随机振动理论与结构动力学知识,采用频域法建立了矩形高层建筑扭转向风振响应积分计算方法.进而通过必要的假定,将复杂的积分计算公式简化为简单的代数运算公式.为了减小在公式简化过程中采用的假定带来的误差,引入了误差调整系数.并通过对不同地貌条件下各种长宽比、高宽比和频率的建筑物的误差调整系数的分析,得到了结构的误差调整系数随各参数的变化规律,最后采用最小二乘法拟合得到了误差调整系数的公式.结果得到了矩形高层建筑扭转向风振响应计算的经验公式.结论由经验公式计算得到的结构响应与由积分方法计算得到的响应很接近,总体的相对误差基本上在5%以内,说明简化经验公式有较高的精确度.