固支简支压电梁振动及发电特性仿真与试验

为研究固支简支压电梁在简谐位移激励下的发电特性,根据连续系统振动理论建立压电梁的阻尼受迫振动微分方程,按第1类压电方程建立压电梁的机电能量转换数学模型。应用数值分析方法分析压电梁材料、尺寸参数和激励等因素对压电梁发电量的影响和变化规律。对压电梁的输出电压进行了试验研究,试验结果和仿真结果的误差小于8%。研究结果表明,压电梁的电能随梁长度的增加而减小,随梁宽度、压电片和基板厚度的增加而增大,压电片厚度的影响大于基板厚度的影响;压电梁的电能随位移激励幅值的增加以二次曲线形式增加;压电梁输出电压在1阶固有频率附近最大。

热载下三边固支一边简支矩形薄板的解析解

基于薄板的小挠度理论,根据四边简支矩形薄板在横向变温作用下的挠度和内力解答,通过应用虚功原理和叠加原理,推导了三边固支一边简支矩形薄板在横向变温作用下的挠度方程和内力解析解,从而为以后的工程计算提供了理论依据。

热载下两邻边固支两邻边简支矩形薄板的解析解

基于薄板的小挠度理论,根据四边简支矩形薄板在横向变温作用下的挠度和内力解答,通过应用虚功原理和叠加原理,推导了两邻边固支两邻边简支矩形薄板在横向变温作用下的挠度和内力解析解,为以后的工程计算提供了理论依据.

火灾下邻边简支邻边固支双向板极限承载力的能量计算法

对2个足尺邻边简支邻边固支钢筋混凝土双向板试件进行了抗火试验,介绍了试验炉及试件设计、试验方案及观测内容和方法,描述了试验现象、裂缝及邻边简支邻边固支钢筋混凝土双向板的破坏特征,研究了受火过程中沿板厚度的温度场分布规律及板的竖向和水平变形,分析了受火过程中固支边的内力重分布;试验结果表明,未受火面裂缝最终形成半椭圆形破坏模式。在试验基础上,给出了火灾作用下邻边简支邻边固支钢筋混凝土双向板极限承载力的新能量法计算模型,该模型假定火灾作用下板的张拉薄膜效应在塑性铰线形成后出现,且张拉薄膜效应为塑性铰线上屈服钢筋伸长所做塑性功提供。该模型计算结果与试验结果吻合很好,而基于塑性铰线理论的传统能量法计算值偏保守。

热载下三边简支一边固支矩形薄板的解

基于薄板的小挠度理论,根据四边简支矩形薄板在横向变温作用下的挠度和内力解答,通过应用虚功原理和叠加原理,推导了三边简支一边固支矩形薄板在横向变温作用下的挠度方程和内力解析解,从而为以后的工程计算提供了理论依据。

固支-简支边界条件下脱层梁的自由振动

应用简单梁理论研究了预定脱层对一端固支一端简支层合梁前 8阶自然频率的影响。结果表明 ,脱层降低了自然频率 ;脱层长度越长 ,自然频率的下降越多。对于 1～ 4阶频率来说 ,脱层对偶数阶频率的影响大于对奇数阶频率的影响。对于 5～ 8阶频率来说 ,脱层对频率的影响差别不大 。

矿井深部巷道切顶卸压围岩变形控制技术研究

为了研究深部沿空巷道围岩变形原理及控制技术,文章以潞安集团司马煤矿1206工作面回风巷道为工程背景,针对工作面矿压显现剧烈,原支护方案无法有效控制围岩变形的情况,基于基本顶梁结构假设和来压步距理论进行沿空巷道变形原理分析,提出爆破切顶卸压围岩变形控制技术。结果表明:当沿空巷道爆破切顶后,基本顶断裂长度有效降低,并通过巷道围岩变形监测,确定巷道顶板、底板、煤柱帮和煤壁帮最大变形量分别为124 mm、80 mm、173 mm和113 mm,较原支护方案条件下围岩变形控制能力分别提高了80.7%、84.8%、80.2%和80.5%,说明爆破切顶方式对巷道围岩变形有明显的控制作用。

高位主关键层破断失稳及微震活动分析

基于板壳理论建立了两邻边固支、两邻边简支条件下高位主关键层的力学模型,利用瑞利-里兹法,推导出高位主关键层弯曲挠度函数的近似解析式和应力分布表达式,求解出高位主关键层破断跨度的计算式,并分析了该条件下的破断规律。根据现场微震监测,研究了高位主关键层破断运移与微震活动之间的关系。研究结果表明:该边界条件下主关键层破断前的最大挠度点靠近两简支边侧;主关键层破断失稳过程中,当破断前悬跨系数大于1时,主关键层沿倾向固支边上表面首先发生破断,当悬跨系数小于1时,主关键层沿走向固支边上表面首先发生破断,且主关键层破断跨度a与倾向悬露长度b的关系曲线呈W型。高位主关键层破断运移时诱发大能量微震事件,其破断步距和形式的分析结果与强微震活动规律相一致。

考虑扭矩影响的矩形角板内力分析及配筋修正

混凝土角板两相邻边简支两相邻边固支,是最常见的楼板类型。工程上根据跨中弯矩和内支座负弯矩计算受力钢筋,简支边支座配置构造筋。基于弹性薄板小挠度理论,求解了板内弯矩和扭矩分布和两者数值关系。分析表明,在简支边角部部位,混凝土角板内力分布复杂,角部容易产生裂缝。依照现行做法,在带有简支边的角部配置构造配筋无法满足受力需要,必须配置受力钢筋。通过对比与四边固支、四边简支矩形板的内力分布差异,揭示了混凝土角板设计存在的问题,并对其合理设计提出了建议;其结论也可为边跨板设计提供参考。

一侧采空高位硬厚关键层破断规律与微震能量分布

针对工作面一侧采空边界条件,建立三边固支一边简支高位硬厚岩层板结构力学模型,推导出硬厚岩层破断能量释放公式;通过比较岩板上表面固支边和下表面中部最大拉应力,揭示了硬厚岩层的变形破断规律;并结合现场微震监测数据,分析了高位硬厚岩层下开采微震活动分布特征。研究结果表明:当悬露系数λ<1.024时,硬厚岩层倾向固支侧与下表面中部同时断裂,呈固支侧侧向跨度大于简支侧的竖向偏"O-X"型;否则,硬厚岩层走向固支边首先破断,呈对称的横向正"O-X"型;工作面开采时,小能量微震主要分布在厚关键层下方岩体内,且下方岩体运动易引发相邻采空区的微震活动;大能量微震活动发生在厚关键层破断失稳过程中,主要分布在厚关键层断裂线附近,集中于其内部及下方附近。