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Springback Mechanism Analysis and Experiments on Robotic Bending of Rectangular Orthodontic Archwire 被引量:4
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作者 Jin-Gang Jiang Ying-Shuai Han +3 位作者 Yong-De Zhang Yan-Jv Liu Zhao Wang Yi Liu 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第6期1406-1415,共10页
Fixed-appliance technology is the most common and effective malocclusion orthodontic treatment method, and its key step is the bending of orthodontic archwire. The springback of archwire did not consider the movement ... Fixed-appliance technology is the most common and effective malocclusion orthodontic treatment method, and its key step is the bending of orthodontic archwire. The springback of archwire did not consider the movement of the stress-strain-neutral layer. To solve this problem, a spring- back calculation model for rectangular orthodontic archwire is proposed. A bending springback experiment is conducted using an orthodontic archwire bending springback mea- surement device. The springback experimental results show that the theoretical calculation results using the proposed model coincide better with the experimental testing results than when movement of the stress-strain-neutral layer was not considered. A bending experiment with rectangular orthodontic archwire is conducted using a robotic orthodontic archwire bending system. The patient expriment result show that the maximum and minimum error ratios of formed orthodontic archwire parameters are 22.46% and 10.23% without considering springback and are decreased to 11.35% and 6.13% using the proposed model. The proposed springback calculation model, which considers the move- ment of the stress-strain-neutral layer, greatly improves the orthodontic archwire bending precision. 展开更多
关键词 Robotic bending rectangular orthodonticarchwire Springback mechanism Stress-strain-neutrallayer
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Symmetric Equations for Evaluating Maximum Torsion Stress of Rectangular Beams in Compliant Mechanisms 被引量:3
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作者 Gui-Min Chen Larry L.Howell 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第1期34-40,共7页
There are several design equations available for calculating the torsional compliance and the maximum torsion stress of a rectangular cross-section beam, but most depend on the relative magnitude of the two dimensions... There are several design equations available for calculating the torsional compliance and the maximum torsion stress of a rectangular cross-section beam, but most depend on the relative magnitude of the two dimensions of the crosssection(i.e., the thickness and the width). After reviewing the available equations, two thickness-to-width ratio Independent equations that are symmetric with respect to the two dimensions are obtained for evaluating the maximum torsion stress of rectangular cross-section beams. Based on the resulting equations, outside lamina emergent torsional joints are analyzed and some useful design Insights are obtained. These equations, together with the previous work on symmetric equations for calculating torsional compliance, provide a convenient and effective way for designing and optimizing torsional beams in compliant mechanisms. 展开更多
关键词 Compliant mechanism Maximum torsion stress rectangular beam Lamina emergent joint
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Reliability analysis of supporting pressure in tunnels based on three-dimensional failure mechanism 被引量:7
3
作者 罗卫华 李闻韬 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第5期1243-1252,共10页
Based on nonlinear failure criterion,a three-dimensional failure mechanism of the possible collapse of deep tunnel is presented with limit analysis theory.Support pressure is taken into consideration in the virtual wo... Based on nonlinear failure criterion,a three-dimensional failure mechanism of the possible collapse of deep tunnel is presented with limit analysis theory.Support pressure is taken into consideration in the virtual work equation performed under the upper bound theorem.It is necessary to point out that the properties of surrounding rock mass plays a vital role in the shape of collapsing rock mass.The first order reliability method and Monte Carlo simulation method are then employed to analyze the stability of presented mechanism.Different rock parameters are considered random variables to value the corresponding reliability index with an increasing applied support pressure.The reliability indexes calculated by two methods are in good agreement.Sensitivity analysis was performed and the influence of coefficient variation of rock parameters was discussed.It is shown that the tensile strength plays a much more important role in reliability index than dimensionless parameter,and that small changes occurring in the coefficient of variation would make great influence of reliability index.Thus,significant attention should be paid to the properties of surrounding rock mass and the applied support pressure to maintain the stability of tunnel can be determined for a given reliability index. 展开更多
关键词 rectangular tunnel limit analysis failure mechanism reliability analysis
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Mechanical Analyses of Rails and Panels in a Rectangular Electromagnetic Rail Launcher
4
作者 Wei He Xiangzhong Bai Song Chen 《Journal of Harbin Institute of Technology(New Series)》 EI CAS 2018年第5期53-60,共8页
In the present work,rails and panels in a rectangular electromagnetic rail launcher were simulated as finite-length bi-layer elastic foundation beams. Mechanical equilibrium equations were established for these bi-lay... In the present work,rails and panels in a rectangular electromagnetic rail launcher were simulated as finite-length bi-layer elastic foundation beams. Mechanical equilibrium equations were established for these bi-layer beams under the electromagnetic and contact forces between armatures and rails. With the application of Generalized Krylov function,analytical expressions of rails( upper beam) and panels( lower beam) 'deformation and stress were generated. The analytical results agree well with ANSYS calculations even in the presence of electromagnetic and armature's forces,a strong indication of the reliability of the analytical approach. The current work lays the foundation for mechanical analyses of rectangular electromagnetic rail launchers,and offers help in future designs and calculations in marine,aerospace,and civil engineering. 展开更多
关键词 rectangular ELECTROMAGNETIC rail LAUNCHER Generalized Krylov function BI-LAYER elastic foundation beam mechanical equilibrium equation ANSYS
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Nonlinear primary resonance analysis for a coupled thermo-piezoelectric-mechanical model of piezoelectric rectangular thin plates 被引量:1
5
作者 Xun WANG Chunxia XUE Haitao LI 《Applied Mathematics and Mechanics(English Edition)》 SCIE EI CSCD 2019年第8期1155-1168,共14页
A model of piezoelectric rectangular thin plates with the consideration of the coupled thermo-piezoelectric-mechanical effect is established. Based on the von Kar- man large deflection theory, the nonlinear vibration ... A model of piezoelectric rectangular thin plates with the consideration of the coupled thermo-piezoelectric-mechanical effect is established. Based on the von Kar- man large deflection theory, the nonlinear vibration governing equation is obtained by using Hamilton’s principle and the Rayleigh-Ritz method. The harmonic balance method (HBM) is used to analyze the first-order approximate response and obtain the frequency response function. The system shows non-linear phenomena such as hardening nonlinear- ity, multiple coexistence solutions, and jumps. The effects of the temperature difference, the damping coefficient, the plate thickness, the excited charge, and the mode on the pri- mary resonance response are theoretically analyzed. With the increase in the temperature difference, the corresponding frequency jumping increases, while the resonant amplitude decreases gradually. Finally, numerical verifications are carried out by the Runge-Kutta method, and the results agree very well with the theoretical results. 展开更多
关键词 PIEZOELECTRIC rectangular thin plate thermo-piezoelectric-mechanical coupling HARMONIC BALANCE method (HBM) primary resonance ANALYSIS
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煤矿充填开采下顶板沉降研究
6
作者 高雁宁 王晓磊 +1 位作者 刘历波 韩现刚 《粉煤灰综合利用》 CAS 2024年第2期45-50,共6页
充填采矿可以有效控制岩层移动、抑制地表沉陷、减轻地质灾害,并且能够处理或利用一定的固体废弃物,有效改善矿山上覆岩层的力学环境,减轻顶板压力。以平凉某煤矿为工程背景,研究煤矿充填开采条件下坚硬顶板沉降变形情况,构建了顶板力... 充填采矿可以有效控制岩层移动、抑制地表沉陷、减轻地质灾害,并且能够处理或利用一定的固体废弃物,有效改善矿山上覆岩层的力学环境,减轻顶板压力。以平凉某煤矿为工程背景,研究煤矿充填开采条件下坚硬顶板沉降变形情况,构建了顶板力学模型,对于初期来压采用四边固支的边界条件,利用变分法中伽辽金变形方程求选用不同挠度表达式的解;另对周期来压选用三边固支一边自由的边界条件,采用变分法中里兹变形方程进行求解,得出充填后顶板挠度显著减小,初期来压时减小38.74%,周期来压时减小66.84%。并得到充填开采顶板沉降变形规律,随着充填体弹性模量k值增大,顶板下沉位移显著减小。 展开更多
关键词 顶板力学模型 矩形弹性薄板 充填开采 顶板沉降 变分法
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压缩浇筑混凝土的应力-应变关系
7
作者 吴宇飞 汪勋 +1 位作者 袁方 胡彪 《深圳大学学报(理工版)》 CSCD 北大核心 2024年第1期42-49,共8页
压缩浇筑可以显著提高混凝土的强度和耐久性,无需添加任何化学添加剂和矿物掺料.采用压缩浇筑方法制作压缩浇筑混凝土试件,并开展单轴受压试验.试验结果表明,相比于普通混凝土,压缩浇筑混凝土的抗压强度和弹性模量显著提高,而峰值应力... 压缩浇筑可以显著提高混凝土的强度和耐久性,无需添加任何化学添加剂和矿物掺料.采用压缩浇筑方法制作压缩浇筑混凝土试件,并开展单轴受压试验.试验结果表明,相比于普通混凝土,压缩浇筑混凝土的抗压强度和弹性模量显著提高,而峰值应力对应的应变稍有减小.基于现有混凝土应力-应变模型对试验结果进行回归分析,得到压缩浇筑混凝土的应力-应变关系模型.在此基础上,利用受弯定理推导了压缩浇筑混凝土受弯构件的等效矩形应力块参数模型.研究成果可为压缩浇筑混凝土构件的抗弯设计和分析提供理论依据. 展开更多
关键词 结构工程 压缩浇筑混凝土 力学性能 应力-应变模型 抗弯设计 极限压应变 等效矩形应力块
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矿用隔爆外壳紧固螺钉力学特性分析
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作者 迟海波 《煤矿机械》 2024年第6期78-81,共4页
为了分析矩形箱盖紧固螺钉的力学特性,首先采用重三角级数构造了均布载荷作用下四边固支矩形箱盖的挠度函数,并基于最小势能原理求解得出其待定系数;其次通过建立螺钉固定的矩形箱盖受力模型,计算得到螺钉所受轴向力与弯矩,进而求得螺... 为了分析矩形箱盖紧固螺钉的力学特性,首先采用重三角级数构造了均布载荷作用下四边固支矩形箱盖的挠度函数,并基于最小势能原理求解得出其待定系数;其次通过建立螺钉固定的矩形箱盖受力模型,计算得到螺钉所受轴向力与弯矩,进而求得螺钉应力;最后通过算例对比分析了紧固螺钉强度的解析解与有限元数值解。结果验证了该紧固螺钉强度解析求解方法的正确性,为紧固螺钉强度的解析计算提供了参考。 展开更多
关键词 矩形箱盖 紧固螺钉 挠度函数 力学特性
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基于单片机的直角坐标系按摩机器人设计
9
作者 张金环 李钊良 +2 位作者 黄宇 李锐利 胡均万 《河南科技》 2024年第13期10-13,共4页
【目的】为了能提供多样化的按摩体验,并实现方便、快捷的效果,设计了基于单片机的直角坐标系按摩机器人。【方法】按摩机器人主要由机械臂、筋膜枪组成,将控制系统与单片机电路集成在一块控制板中,通过控制端或选择自动运行模式来控制... 【目的】为了能提供多样化的按摩体验,并实现方便、快捷的效果,设计了基于单片机的直角坐标系按摩机器人。【方法】按摩机器人主要由机械臂、筋膜枪组成,将控制系统与单片机电路集成在一块控制板中,通过控制端或选择自动运行模式来控制按摩机器人的运行。【结果】通过控制板控制机械臂来带动筋膜枪运动,通过调节机械臂的力度和筋膜枪震动频率来实现放松肌肉和按摩等功能。【结论】基于单片机的直角坐标系按摩机器人设计对提高人们生活质量、促进健康产业的发展具有重要意义。 展开更多
关键词 STC89C52RC单片机 步进电机 机械臂 直角坐标系
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串列双矩形断面涡振特性与机理试验研究
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作者 仇法梅 赵仁燕 +1 位作者 张德旺 刘小兵 《市政技术》 2024年第7期146-152,160,共8页
为研究串列双矩形断面涡振特性规律及其发生机理,采用刚性模型同步测振测压风洞试验的方法,测试并分析了宽厚比为4∶1的双矩形断面在不同间距比下的涡振响应与表面风压分布特性。同时,对比了单矩形断面的试验结果,以便分析两者之间的差... 为研究串列双矩形断面涡振特性规律及其发生机理,采用刚性模型同步测振测压风洞试验的方法,测试并分析了宽厚比为4∶1的双矩形断面在不同间距比下的涡振响应与表面风压分布特性。同时,对比了单矩形断面的试验结果,以便分析两者之间的差异。在间距比D/B(双矩形断面的净间距与单矩形断面的宽度之比)的变化范围为0.1~6.0的工况下进行了研究。研究结果表明:由于串列双矩形断面之间发生明显涡振现象,迎风侧断面的涡振响应得到了显著增强,而背风侧断面的涡振响应则受到了明显抑制,特别是在D/B=0.4时,迎风侧断面的涡振最为明显,最大振幅是单矩形断面的1.7倍,涡振区间长度是单矩形断面的1.2倍;当D/B=0.4时,表面压力脉动在迎风侧断面下游区域表现最为显著,导致局部气动力与总体气动力之间的相关性增强,进而引起了最大涡振振幅。 展开更多
关键词 串列双矩形断面 模型试验 间距比 涡振特性 涡振机理
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砂土中水平矩形锚板竖向拉拔承载全域内三维统一力学模型与承载力计算方法研究 被引量:1
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作者 胡伟 王辉 +2 位作者 姚琛 郝冬雪 史旦达 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1811-1825,共15页
水平矩形锚板竖向拉拔属于典型的三维问题,但极限状态下锚周土体滑动面形态受锚板长宽比、埋深比两个变量共同影响,表征难度大。结合ABAQUS软件三维数值模拟和二维滑动面分析结果,三维滑动面在其埋深范围内任一水平剖面上的几何形态可用... 水平矩形锚板竖向拉拔属于典型的三维问题,但极限状态下锚周土体滑动面形态受锚板长宽比、埋深比两个变量共同影响,表征难度大。结合ABAQUS软件三维数值模拟和二维滑动面分析结果,三维滑动面在其埋深范围内任一水平剖面上的几何形态可用4段分别与锚板长边、短边平行且相等的直线段以及4段1/4圆弧线组成的闭合图形描述;直线段与对应锚边的水平距离由长边中心竖向对称面内的滑动面决定,该二维滑动面形态仅取决于埋深比,可使用对数螺旋线形态函数进行表征。构建出了水平矩形锚板竖向拉拔承载三维力学分析模型,分析了该模型存在的4种工况。结合模型的分解与合并开展隔离体的力学极限平衡分析,推导建立了水平矩形锚板竖向拉拔承载力计算方法,该方法可在长宽比和埋深比全域范围内使用。通过与5个试验案例,3种计算方法的对比分析表明,新方法在各种密实状态砂土地基中均表现最好,具有很好的适用性。 展开更多
关键词 矩形锚板 竖向拉拔 滑动面 力学模型 承载力
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超大类矩形断面复合顶管施工力学性能研究 被引量:4
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作者 刘红波 张国栋 +2 位作者 潘伟强 温锁林 崔乾道 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1115-1124,共10页
依托上海轨道交通14号线静安寺站工程,介绍了超大类矩形断面钢-混凝土复合顶管的结构构造、加工制作与施工监测方案,重点分析应力监测数据并结合数模结果揭示了管节在顶进及后续施工中的受力性能,以此来研究大埋深软土地层中新型超大断... 依托上海轨道交通14号线静安寺站工程,介绍了超大类矩形断面钢-混凝土复合顶管的结构构造、加工制作与施工监测方案,重点分析应力监测数据并结合数模结果揭示了管节在顶进及后续施工中的受力性能,以此来研究大埋深软土地层中新型超大断面顶管的施工力学特性.结果表明:对于顶管中的任一管节,钢板与纵向肋板的应力在该管节顶进初期与全钢管顶推完成时出现较大波动,而中间段基本稳定在某一数值,且钢板轴向受力相比环向受力对管节纠偏更敏感;同一顶管不同管节在施工过程中的应力和位移分布一致:应力分布较为均匀,峰值应力位于顶推面拐角附近;变形趋势为竖向内凹、横向小幅外凸,峰值形变位于竖向跨中;管节峰值应力随顶管推进逐步增大,但均未超过弹性极限,峰值形变保持稳定;钢板的环向应力由水土压力控制,应力分布为上部受拉、左右受压,轴向应力由顶推力控制,其中竖直方向上的轴向应力也受管节竖向偏转和外壁环向荷载的影响;纵向肋板的轴向应力在水平方向上由顶推力控制,在竖直方向上由外壁环向荷载控制;后续施工过程中,顶管受力相对稳定.影响范围方面:注浆加固对钢板和纵向肋板的受力均有较大影响;管节环向焊接主要对钢板的环向与轴向受力有较大影响;钢筋绑扎和混凝土浇筑仅对钢板的环向受力有较大影响. 展开更多
关键词 超大类矩形断面 钢-混凝土复合顶管 加工构造 数值模拟 应力监测 力学性能
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矩形顶管隧道F型承插接头剪切性能研究 被引量:1
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作者 许有俊 庞跃魁 +2 位作者 张朝 康佳旺 黄正东 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期957-966,共10页
通过接头剪切试验研究在地基沉降、施工扰动及上部荷载变化等情况下矩形顶管隧道的F型承插接头剪切受力性能及变形特征.通过在管节底部布置等效地基弹簧的方式,模拟不同地层条件下土体对矩形顶管的支撑作用.结果表明:在管节接头发生剪... 通过接头剪切试验研究在地基沉降、施工扰动及上部荷载变化等情况下矩形顶管隧道的F型承插接头剪切受力性能及变形特征.通过在管节底部布置等效地基弹簧的方式,模拟不同地层条件下土体对矩形顶管的支撑作用.结果表明:在管节接头发生剪切变形过程中,钢套环刚度与地基刚度越大,接头抗剪承载能力越强,错台量越小.钢套环焊缝强度严重制约管节的承载能力,裂缝出现使得接头的抗剪承载力下降29.5%~51.5%.在剪切作用下,接头钢套环容易发生翘曲变形或者焊缝开裂,接头处与钢套环接触的混凝土容易被压碎,接头根部混凝土容易开裂. 展开更多
关键词 矩形顶管 F型承插接头 剪切刚度 受力性能 失效机制
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考虑弯曲应力占比的矩形钢管K型节点疲劳评估 被引量:1
14
作者 赵瑞 刘永健 +3 位作者 姜磊 傅一晟 赵亚东 赵鑫东 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2023年第5期119-128,共10页
为提高S-N曲线法与断裂力学法等疲劳评估方法的准确性,探讨了矩形钢管K型节点在支管拉压平衡荷载作用下的弯曲应力占比计算方法。首先建立了矩形钢管K型节点有限元模型并结合试验进行了验证,然后通过大量的参数分析得出了节点几何参数... 为提高S-N曲线法与断裂力学法等疲劳评估方法的准确性,探讨了矩形钢管K型节点在支管拉压平衡荷载作用下的弯曲应力占比计算方法。首先建立了矩形钢管K型节点有限元模型并结合试验进行了验证,然后通过大量的参数分析得出了节点几何参数对弯曲应力占比的影响,最后通过多元非线性回归分析推导出弯曲应力占比的计算公式及考虑工程实际应用偏安全的修正公式,给出了基于断裂力学法的矩形钢管K型节点断裂评估算例。结果表明:建立的模型与试验值相比,弯曲应力占比平均值为1.051,均方差为0.167,两者最大差值仅为7.5%,说明建立的有限元模型可靠;提出的弯曲应力占比计算公式与有限元计算结果相比,其均值为1.073,均方差为0.055,变异系数为0.051,相对差值在10%之内,验证了拟合公式的可靠性;考虑实际工程偏安全应用,在99.73%的保证率下提出乘以0.93倍的安全系数对弯曲应力占比计算公式进行修正;当热点应力相近,弯曲应力占比降低39.3%时,疲劳寿命会降低10%,膜应力变大时会导致其裂纹尖端具有更大的应力强度因子而加快了裂纹扩展的速率。 展开更多
关键词 疲劳评估 矩形空管K型节点 弯曲应力占比 断裂力学法
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不同窄缝宽度下窄矩形通道中沸腾临界可视化流型及触发机理 被引量:1
15
作者 闫美月 潘良明 +2 位作者 马在勇 李想 何清澈 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期140-146,共7页
窄矩形通道因具有结构紧凑等优点而被广泛应用于各个领域。为完善窄矩形通道中临界热流密度(Critical Heat Flux,CHF)的预测方法,提高反应堆安全性和经济性,本文进行了不同窄缝宽度下窄矩形通道内CHF可视化试验来探索CHF触发机理。实验... 窄矩形通道因具有结构紧凑等优点而被广泛应用于各个领域。为完善窄矩形通道中临界热流密度(Critical Heat Flux,CHF)的预测方法,提高反应堆安全性和经济性,本文进行了不同窄缝宽度下窄矩形通道内CHF可视化试验来探索CHF触发机理。实验同步采集不同窄缝宽度下可视化结果和热工水力数据,结果发现:当窄缝宽度分别为5 mm、3 mm、2 mm和1 mm时,在发生CHF时,通道内流型分别对应泡状流、弹状流、搅混流和环状流。在发生CHF前,在泡状流、弹状流和搅混流都存在温度波动。在环状流中CHF涉及到区域由初始的干斑逐渐扩展;在搅混流时CHF涉及到的区域较小;而弹状流涉及到的区域最广;在泡状流中加热壁面温度波动频率最高。当系统压力在1~4 MPa范围内、在窄缝宽度为1 mm时,系统压力与CHF之间存在非线性关系,而在其余通道中随着系统压力增加CHF增加。因此,窄缝宽度对窄矩形通道中CHF有非常重要的影响。本文分析结果可为CHF机理模型的建立提供思路。 展开更多
关键词 临界热流密度 窄矩形通道 窄缝宽度 可视化 触发机理
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煤矿巷道类矩形全断面掘进机切割机构设计及仿真分析 被引量:4
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作者 何恩光 任志强 +1 位作者 周鹏 叶龙 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2023年第5期865-873,共9页
为解决我国煤矿巷道领域类矩形隧道全断面一次掘进成型及快速掘进难题,针对宽6 m、高4.2 m的类矩形隧道,开展全断面掘进机切割机构研究。通过分析多种隧道成型技术方案特点,确定了一种由左右三臂刀盘和上下截割滚筒组成的切割机构技术方... 为解决我国煤矿巷道领域类矩形隧道全断面一次掘进成型及快速掘进难题,针对宽6 m、高4.2 m的类矩形隧道,开展全断面掘进机切割机构研究。通过分析多种隧道成型技术方案特点,确定了一种由左右三臂刀盘和上下截割滚筒组成的切割机构技术方案;结合煤矿巷道实际需求,设计了类矩形隧道成型形状;开发设计了刀盘、截割滚筒结构,进行了截齿选用、布置;采用Solid-Works软件分别建立了三臂刀盘和截割滚筒三维模型,利用ANSYS软件分别对三臂刀盘和截割滚筒做了模态分析和静力学分析。结果表明:1)采用圆形刀盘与截割滚筒组合式切割机构,能够实现全断面类矩形隧道的掘进成型;2)切割机构能够满足强度及刚度的要求且不会发生共振现象;3)实际煤矿巷道掘进应用表明,切割机构具有较高的掘进效率,在煤矿巷道类矩形隧道领域具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 煤矿巷道 类矩形全断面掘进机 切割机构 三臂刀盘 截割滚筒
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规则波浪作用下对称八边形沉井受力数值模拟研究 被引量:2
17
作者 韩嘉怡 卢宝洁 祝兵 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期94-100,共7页
为研究对称八边形沉井结构较传统沉井结构对周围流场遮蔽效应与受力激增的改善作用,采用数值模拟方法进行沉井结构受力特性分析。基于RNGκ-ε湍流模型及RANS方程,采用Flow3d软件建立水槽三维数值模型,在验证数值模型有效性的基础上,分... 为研究对称八边形沉井结构较传统沉井结构对周围流场遮蔽效应与受力激增的改善作用,采用数值模拟方法进行沉井结构受力特性分析。基于RNGκ-ε湍流模型及RANS方程,采用Flow3d软件建立水槽三维数值模型,在验证数值模型有效性的基础上,分析对称八边形、圆端形和矩形沉井结构在入射角为0°、30°、45°、60°、90°的规则波浪作用下,各结构周围流场的流速分布特性与波浪力,并与《港口与航道水文规范》(JTS 145—2015)的计算结果对比。结果表明:对称八边形沉井结构可有效改善传统沉井结构对周围流场的遮蔽效应与受力,使结构周围流场流速分布更均匀;与入射角为0°相比,入射角为30°~60°时,对称八边形、圆端形、矩形沉井结构所受的最大总水平波浪力激增1.5~1.8倍,建议在实际工程设计中考虑入射角的影响;入射角为90°时,规范计算的矩形沉井结构波浪力低于数值模型计算的对称八边形沉井结构波浪力。入射角为0°~90°时,规范计算的圆端形沉井结构波浪力均高于数值模型计算的对称八边形沉井结构,建议采用圆端形沉井结构计算方法指导对称八边形沉井结构设计。 展开更多
关键词 桥梁工程 沉井基础 规则波浪 对称八边形结构 圆端形结构 矩形结构 受力特性 数值模拟
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矩形顶管隧道F型承插接头抗弯性能试验研究
18
作者 许有俊 庞跃魁 +3 位作者 张朝 聂绪致 张旭 刘天宇 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2023年第7期1099-1108,共10页
为研究矩形顶管隧道在地基沉降及上部荷载变化等情况下F型承插接头的抗弯性能、变形规律及破坏特征,在管节底部布置不同数量的等效地基弹簧来模拟不同地质条件,开展不同地层条件下的接头弯曲试验。试验结果表明:1)加载初期,接头弯曲变... 为研究矩形顶管隧道在地基沉降及上部荷载变化等情况下F型承插接头的抗弯性能、变形规律及破坏特征,在管节底部布置不同数量的等效地基弹簧来模拟不同地质条件,开展不同地层条件下的接头弯曲试验。试验结果表明:1)加载初期,接头弯曲变形主要为钢套环变形,各等效地基下接头抗弯刚度差异较小。2)当位移加载至15~25 mm时,管节顶底板内侧与侧墙外侧出现裂缝,由于管节自身变形使得接头张开量随着加载位移的增大出现减缓,接头抗弯刚度曲线斜率增大,并以0.007 rad张开量为界线划分为2个阶段。3)根据拉线式位移计变化、接头混凝土应变及钢套环应变可知,顶底板中部及侧墙中部挠曲应力最大,且在上方荷载作用下,管节表现出被压扁的趋势。4)接头弯曲变形中,插口端混凝土会与承口端混凝土及钢套环发生挤压,顶板混凝土被压碎,钢套环由于挤压而发生翘曲。 展开更多
关键词 矩形顶管 F型承插接头 模型试验 弯曲刚度 受力性能 变形特征
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竖直矩形窄通道内流动沸腾研究进展
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作者 金程 陶乐仁 +2 位作者 黄理浩 赵谢飞 居一伟 《暖通空调》 2023年第12期160-166,共7页
综述了几何与工况参数变化对竖直矩形窄通道内换热效果影响的传热实验研究,以及窄通道内气泡成核与移动、流型及其转换的研究,从传热模型、核态沸腾起始点、有效空泡起始点、流动不稳定起始点、临界热流密度的研究等方面分析和总结了矩... 综述了几何与工况参数变化对竖直矩形窄通道内换热效果影响的传热实验研究,以及窄通道内气泡成核与移动、流型及其转换的研究,从传热模型、核态沸腾起始点、有效空泡起始点、流动不稳定起始点、临界热流密度的研究等方面分析和总结了矩形窄通道内流动沸腾的传热机理研究。结合目前实验与理论研究,总结了现存问题,为矩形窄通道内流动沸腾的进一步研究提供参考。 展开更多
关键词 矩形窄通道 流动沸腾 两相流 传热机理 气泡 流型
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类矩形盾构隧道无立柱衬砌结构受力性能足尺试验
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作者 郦亮 吴奕环 +3 位作者 周俊宏 张友伟 刘震 柳献 《城市轨道交通研究》 北大核心 2023年第12期62-68,共7页
目的:类矩形无立柱盾构隧道相比于典型双跨类矩形盾构隧道取消了立柱,因此,亟需探明其结构力学性能、设计关键点和受力薄弱点等情况,以保证施工结构的安全性。方法:基于关键截面内力及变形等效方法设计了试验荷载及对应加载制度,模拟了... 目的:类矩形无立柱盾构隧道相比于典型双跨类矩形盾构隧道取消了立柱,因此,亟需探明其结构力学性能、设计关键点和受力薄弱点等情况,以保证施工结构的安全性。方法:基于关键截面内力及变形等效方法设计了试验荷载及对应加载制度,模拟了隧道结构在实际运营工况下的结构受荷状态。试验过程中对结构整体及局部的变形、内力等响应进行了监测,重点分析了结构整体变形、接头变形和螺栓轴力发展过程,并提炼出结构运营阶段力学响应的一般性特征。结果及结论:完成了类矩形盾构隧道无立柱衬砌结构的设计并开发了配套的原型结构试验平台;隧道结构的长短轴收敛变形绝对值之比在2.22左右,说明该结构整体性尚有优化空间;隧道结构的薄弱点在顶底靠近跨中位置的1、5号正弯矩接头和靠近左右侧腰部的3、8号负弯矩接头;结构薄弱部位变形和内力随外荷载上升发展均较快,需要在设计优化及施工运维时给予重点关注。 展开更多
关键词 类矩形隧道 无立柱结构 足尺试验 力学性能
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