基于模型履带板的斜坡最大剪应力计算模型构建与验证

在山地斜坡路面工况下,履带拖拉机行走系对土壤施加的最大剪应力是拖拉机高效行驶的动力基础,由于经典的库伦公式未考虑履带剪切速率、斜坡角度、土壤含水率等实际因素的影响,不能直接应用于履带拖拉机在斜坡路面工况下的行驶力学计算。针对该问题,在不同土壤含水率条件下进行了直剪试验,得到土壤抗剪强度参数随含水率变化的数学模型。采用二次旋转正交组合试验,探究了履带板在不同剪切速率及斜坡角度下对土壤最大剪应力的影响规律,并对经典库伦公式进行修正。验证试验表明,在不同土壤含水率、剪切速率和斜坡角度条件下,最大剪应力试验值与理论值之间的相对误差均<5%,表明修正后的库伦公式可准确反映各因素对最大剪应力的影响,可为履带拖拉机在斜坡路面工况下的行驶力学计算、性能分析提供理论依据。

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。

某大型公共建筑钢板剪力墙施工技术研究

以某公共建筑钢板剪力墙为研究对象,对钢板剪力墙施工过程的重难点进行剖析,根据焊接T形接头的纵向残余应力修正估算公式对钢板剪力墙纵向残余应力大小进行估算,得到了残余应力分布曲线;通过优化焊接顺序及工艺、采用可调节预拉力的定位拉杆装置等措施在保证钢板安装过程稳定性的同时,降低残余应力,为同类建筑提供有益的参考。

变截面波形钢腹板组合箱梁腹板剪应力实用计算方法研究

为了计算变截面波形钢腹板组合箱梁腹板中的剪应力及其承剪比,考虑变截面效应,通过弹性微元段的受力平衡方程,计入弯矩和轴力引起的附加剪应力,导出变截面波形钢腹板组合箱梁的腹板剪应力计算公式;依据节段施工的波形钢腹板组合箱梁桥结构的建造特点,考虑节段内梁底线形为线性变化,将公式中各参数的微分运算转化为简单的代数运算,给出实用求解方法;最后通过算例对所推导公式的计算结果与等截面计算公式和有限元数值结果进行对比。研究结果表明:变截面梁的梁高和底板厚度的变化对剪应力有较大影响,波形钢腹板剪应力计算应当考虑变截面效应影响,波形钢腹板剪应力实用计算方法能方便工程应用。

矩形钢管混凝土构件剪切性能研究

为研究矩形钢管混凝土构件的剪切性能,建立矩形钢管混凝土构件受剪的有限元模型,并采用现有的试验数据对该模型进行验证。利用该模型进行机理分析和参数分析,分析剪应力的分布规律,并分析截面高宽比、截面尺寸和约束效应系数对核心混凝土抗剪强度的影响规律。研究结果表明:钢管的剪力主要由钢腹板承担;随着钢管约束效应系数的增大,核心混凝土的抗剪强度明显提高;截面高宽比和截面尺寸不影响核心混凝土的抗剪强度。在参数分析和机理分析的基础上建议了矩形钢管混凝土构件抗剪承载力的简化计算公式。

钢桥桥面铺装层间剪应力影响因素及简化计算

为了减小钢桥桥面铺装层间剪应力,建立桥面系三维有限元计算模型,分析了不同荷位、钢板厚度、U肋开口宽度、铺装厚度、铺装模量、层间接触条件以及轴载大小对铺装层间纵横向剪应力的影响,推导了实用的应力简化计算公式。研究发现桥面板不均匀变形使得铺装层间剪应力远大于同条件下的路面结构;影响显著的因素依次为轴载大小、钢板厚度、U肋开口宽度以及铺装参数;层间完全光滑有利于抗剪,但降低了桥面系整体刚度;控制重载,加强桥面系刚度与选择柔性层间粘结材料是减小层间剪应力的有效措施。

岩土面上抗剪强度与破坏面位置

通过理论推导出在平面应变条件下岩土任意面上的抗剪强度通式和破坏时中主应力与大小主应力的关系,给出了破坏面位置与强度准则的一般关系。为岩土滑移面的确定提供了理论依据,对研究岩土强度准则具有指导意义。

一种判别实测资料中异常点的方法及应用

在原始实测资料中经常出现与绝大部分点据体现出来的规律不相符合的离散异常点,需要特别标出。人工神经网络原理分析认为:如果有少量点据的训练值与实测值存在较大差别,而其他绝大多数点的训练值与预测值十分接近,则差别较大的点是异常点。为了证实该方法的有效性,用半理论半经验公式计算异常点的结果,与实测值也存在很大差异,而正常点则符合甚好,表明文章提出的方法较为合理。对方法的适用性和优缺点进行了探讨。

荷载作用下超固结比对软土抗剪强度指标影响

通过室内三轴试验,研究在荷载作用下,淤泥质粉质粘土的超固结比与抗剪强度值的关系,进而分析总结出软粘土的抗剪强度指标c,φ值随超固结比和轴向偏应力的变化规律。表明:抗剪强度值随轴向偏应力的增加而线性增加;抗剪强度值随超固结比的增加而增加,呈曲线的变化趋势。超固结比越大,土样的抗剪强度增加的速率越慢。软粘土的抗剪强度指标c,φ值随轴向偏应力的提高而线性增加,但φ值增长幅度较小;软粘土的抗剪强度指标c,φ值随超固结比的增加而增加,呈曲线的变化趋势,超固结比越大,c,φ值增加的速率越慢;与c值相比,φ值增长幅度较小。最后对试验数据加以公式拟合,提出考虑荷载作用下软粘土的抗剪强度指标c,φ值随超固结比变化的计算公式。

非饱和土有效应力公式验证

非饱和土有效应力原理对于非饱和土力学具有奠基性的意义。虽然现有的非饱和土有效应力公式种类很多,但是同时具有一定理论基础和明确物理意义的非饱和土力有效应力公式并不多,而且其适用性有待进一步的验证。为此,笔者首先简要概述了非饱和土有效应力公式的演化历程,并对几种典型的非饱和土有效应力公式的理论依据及物理意义进行了讨论,通过比较发现,邵龙潭采用连续介质力学理论推导得到的饱和与非饱和土统一的有效应力公式与1996年Vanapalli所提出的半经验公式在形式上相似,但是前者却阐明了非饱和土有效应力的物理意义即不包含孔隙流体压强作用的土骨架应力。将该公式与四参数Van Genuchten模型进行结合分别对膨胀土、粉质粘土、粘质砂土以及灰质粘土4种不同种类的非饱和土的抗剪强度进行了预测。结果表明,在试验精度范围内,理论预测值与试验值吻合较好,从而验证了该公式在试验和工程中具有良好的适用性。

节理剪胀耦合的岩体渗透特性数值研究与经验公式

利用UDEC软件,建立岩石节理剪胀导致岩体渗透特性改变的离散元数值模型,探讨节理剪胀效应对岩体等效渗透系数的影响。数值研究表明,在节理法向闭合和节理剪胀两种机制的共同作用下,随偏应力系数的增加,岩体等效渗透系数遵循先减小后增加的变化规律。当偏应力系数较小时,节理法向闭合机制占主导因素,导致等效渗透系数随偏应力系数的增大而减小;当偏应力系数较大时,节理剪胀机制占主导因素,导致等效渗透系数呈数量级增加。在岩体等效渗透系数的流固耦合方程中必须体现节理剪胀因素。提出的裂隙岩体等效渗透系数经验公式考虑了节理法向闭合和节理剪胀对等效渗透系数的贡献,且物理意义明确;最后参考J.ZHANG的实验研究成果验证了经验公式的合理性。

《高规》中剪力墙偏心受压设计公式存在的问题

通过理论分析得出现《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)中正截面偏心受压承载力设计公式。采用该公式进行剪力墙设计时,在同样的轴力下配置腹筋比不配置腹筋的受弯承载力更小;从另一角度讲就是对于一组给定的轴力和弯矩,若增加腹筋的用量则必须同时增大边缘构件的钢筋用量方能满足承载力的要求,反过来若对腹筋进行减少则不仅不需增加边缘构件的钢筋用量反而可以使其减少,这显然是与现实情况严重不符的,后续的算例也佐证了此分析的正确性。有鉴于此,很有必要对现高规中正截面偏心受压承载力设计公式进行修改。

TM-JCM法分析FRP-梁界面应力

基于经典梁理论并忽略外贴FRP的抗弯刚度,导出了FRP粘结加固梁的状态方程和传递矩阵。但是由于FRP与混凝土梁的横截面刚度相差太大,导致传统的传递矩阵法(Transfer Matrix Method,TMM)存在比较严重的数值稳定问题。为此,本文在传统的TMM基础上引入节点耦合矩阵法(Joint Coupled Method,JCM)求解状态方程,避免了数值稳定问题,从而得到精确的界面粘结应力。

H型钢的截面剪应力计算方法研究

根据材料力学截面最大剪应力公式计算出 H 型钢(按 GB11263-89)的截面惯性矩与面积矩的比值、剪应力系数,为剪应力的精确计算提供方便. 通过对剪应力计算公式的分析,提出了便于工程实用的 H 型钢剪应力计算简化公式,计算精度高,且略偏于安全.

金属切削方程的物理推导

利用金属位错理论推导出切削应变率、切削力、切削热变化率以及新的切削方程式 ,其结论与金属切削实验结果有良好的一致性 .

基于黄土联合强度的黄土隧道围岩应力及位移研究

隧道围岩应力及位移计算问题是隧道工程界中传统研究课题之一,但黄土抗拉强度在黄土隧道围岩应力及位移计算中存在的影响需要进行合理性评价。基于建立的可综合考虑黄土抗拉和抗剪特性的联合强度,开展了极限应力平衡分析,重新推导了强度破坏曲线的主应力表达式;然后重新确定了轴对称圆形隧道条件下黄土围岩塑性区半径;最后得到了隧道周边黄土围岩位移表达式。研究结果表明:在围岩塑性区应力计算与比较中,基于联合强度确定的围岩塑性区应力小于基于传统的Mohr-Coulomb理论确定的围岩塑性区应力,而塑性区半径和隧道周边围岩位移相对较大;基于拉强度建立的联合强度理论克服了Mohr-Coulomb理论高估黄土抗拉强度的缺陷,可以合理评价黄土隧道围岩应力及位移。

桥梁抗震设计中桥墩抗剪能力计算公式的评价

对Priestley等人建议公式、美国ATC-32规范、美国Caltrans规范、日本规范及我国《公路桥梁抗震设计细则》的抗剪能力计算公式进行比较分析,得出的主要结论是,Priestley等人建议公式计算出的桥墩抗剪能力最大,《公路桥梁抗震设计细则》较为保守;ATC-32和Caltrans规范对高延性桥墩混凝土抗剪能力的评价偏高。

大众化牛排的研制

研究旨在研发一种滋嫩、营养、方便的大众化牛排,让普通消费者享受昔日西餐厅的＂高大上＂牛排。通过单因素试验筛选最佳工艺配方,并分析产品质量。筛选的工艺配方：肉牛选择→屠宰→排酸嫩化（2~4℃吊挂72h）→生物嫩化（食盐0.4%,生物嫩化剂0.08%）→滚揉嫩化（30min）→嫩化（4℃,12h）→分割包装→质检→成品。产品色泽红褐鲜亮、滋嫩鲜美、口感好、食用方便,挥发性盐基氮1.1mg/100g、剪切力4.96 KGF,菌落总数3.5×10^4cfu/g,产品符合相关标准。

剪切闸板防喷器剪切力预测研究

防喷器是控制井内压力的安全设备,其中安装的剪切闸板在紧急情况下需要及时切断作业管柱才能确保实现安全封井。为了准确预测剪切闸板对钻杆的剪切能力,根据闸板剪切钻杆的工作机理及过程,以压应力公式作为理论基础,综合考虑闸板结构参数、钻杆性能参数及剪切工况参数,建立了闸板剪切力预测模型,并将预测方法应用于某型号剪切闸板剪切S135钻杆实例上以验证预测模型的有效性和可靠性。试验结果表明,利用文章所建立的预测模型计算出的剪切力数值与剪切试验得到的剪切力数据相对偏差在10%左右,满足工程实践的偏差要求。研究结果可有效弥补APISpec 16A中对于剪切闸板剪切能力预测评估的不足,并为防喷器剪切闸板的剪切力预测及结构设计提供了一定的理论依据。

Engelund弯道横向流速公式改进

Engelund弯道环流公式理论性强、国际上应用广泛,但底部边界条件假设不尽合理,致使公式不适用于粗糙床面。修正了底部滑移速度,提出河底横向湍流切应力形式,将两者用于边界条件。据此得到光滑和粗糙床面统一的弯道环流流速公式,改进了Engelund公式。改进公式具有普遍适用性,且计算值与实测资料符合度优于前人公式。