数学娱乐(十四)——圆组合新概念与圆组合恒等式

圆组合新概念来源于"夫妻问题"[1],圆组合研究的重点是圆组合恒等式.

汶川地震峰值加速度多圆组合模型的衰减关系

考虑近场理论地震图的合成和大震地震动模拟过程,提出多圆组合的地震动衰减关系模型。以汶川地震震害较为严重7省的地震峰值加速度记录为分析对象,分别回归出圆模型、断层破裂模型及多圆组合模型的衰减关系。结果表明:多圆组合模型和断层破裂模型对于汶川地震动峰值加速度的模拟相对于圆模型更加理想;大震近场地震动的饱和现象在地震动衰减关系的分析中是不能被忽视的。

NGA数据库的多圆组合地震动衰减模型

为系统分析多圆组合地震动衰减关系模型的可靠性,在应用汶川地震的地震动衰减关系验证该模型合理性的基础上,本文结合NGA(新一代地震动衰减模型)项目的强大数据库,讨论了多圆组合模型中子断层的划分规则和子源震中距的求法.拟合出了NGA数据库的多圆组合地震动衰减关系,并分别讨论了断层类型,上、下盘效应,覆盖层厚度对拟合地震动的影响;比较了多圆组合模型与NGA模型(BA08)的回归结果,并讨论了两者之间存在差距的原因.结果表明,多圆组合模型对NGA数据库地震动的拟合结果比较理想.多圆组合模型形式简单,拟合精度较高,并具有一定的理论依据,通过本课题的研究,为其进一步的发展奠定了基础.

圆截面组合桩加固滑坡的作用机理与合理嵌固深度物理模型试验研究

目前在滑坡治理中,大截面人工挖孔桩因存在施工安全隐患大和效率低下等问题已在部分行业领域被限制使用,开展可机械化施工的圆截面组合桩研究已成为新的趋势,但当前对圆截面组合桩变形受力机理与合理嵌固深度的研究尚不够深入。基于自主研发的圆截面组合桩加固滑坡物理模型试验系统,开展了不同工况下圆截面组合桩加固滑坡的物理模型试验,分析了滑体的变形演化过程,研究了圆截面组合桩加固下滑体与抗滑桩的变形受力特征,并对比分析了不同嵌固深度和桩顶连系梁对圆截面组合桩变形特征的影响,揭示了圆截面组合桩加固滑坡的作用机理。结果表明:①滑体的变形演化过程可分为压密、匀速变形、加速变形和变形破坏4个阶段;②前后桩均存在反弯点,反弯点会随着试验进程向桩顶移动,且后桩的反弯点更接近于滑动面;③当一排桩的嵌固深度保持不变、另一排桩的嵌固深度改变时,可将36%的桩长作为合理的嵌固深度;④连系梁使后桩的最大桩顶位移减小了15.6%,而对前桩的影响不大;⑤连系梁的存在降低了滑动面处的最大桩身弯矩,从而使得桩身弯矩分布更加合理。该研究成果有望为圆截面组合桩的设计提供借鉴和参考。

不同变量圆竹建筑填充组合节点轴压损伤声发射特性研究

针对现有圆竹建筑结构节点构造形式的难点而缺少研究内部损伤位置及演化规律的问题,提出使用硬质聚氨酯材料填充圆竹建筑组合节点的方法,结合声发射(AE)技术和有限元模拟技术对不同螺栓直径和螺孔位置的填充组合节点进行轴压试验,探究不同变量的填充组合节点受压过程中裂纹损伤演化规律。结果表明:聚氨酯填充材料提高了圆竹建筑组合节点的承载力;声发射参数与有限元模拟技术相结合能准确地反映填充组合节点损伤演化阶段;声发射参数实时显示填充组合节点微观损伤、宏观损伤的起裂时刻和节点失效时刻,实现了对填充组合节点破坏源的定位和破坏源能级监测。研究结果旨在为圆竹建筑工程设计阶段和安全维护阶段提供有益的技术支撑和参考。

多跨连续圆竹-钢组合拱桥全预制快速拼装建造

为提高竹拱桥的跨越能力,以我国已建成的最长竹桥——玲珑大桥为启发,提出采用圆竹和钢材进行多跨连续圆竹-钢组合拱桥的全预制快速拼装建造方法,系统研究圆竹的调弯、防腐工艺和拱圈、拱上建筑的预制拼装,以及拱圈的变形控制等关键技术。结果表明:圆竹-钢组合拱桥的跨越能力明显优于竹拱桥,且结构变形较小;该桥型的构件全部采用预制拼装,具有造价低、施工快速、节能环保等优点,研究结果可为圆竹-钢组合拱桥在类似工程中的推广应用提供参考。

圆竹-钢组合拱桥变形控制关键技术

为探究圆竹-钢组合拱桥拱圈等部位的变形控制技术,以武夷山玲珑大桥为研究对象,通过Midas Civil软件建立模型,分析其在设计阶段,不同荷载组合下,不同的桥面系、拱圈截面、横向连接和拱脚连接方式下的拱圈竖向与横向位移。结果表明:采用组合桥面系、横向连接以及提高拱圈与拱脚的刚度能在一定程度上减少拱圈等部位的变形。为更有效地控制变形,还需要结合实际施工过程中的变形控制技术和软件对各个施工阶段的模拟。综合应用设计阶段的分析和施工阶段中的变形控制技术,可以有效预防和控制圆竹-钢组合拱桥的变形问题,确保结构的安全性和稳定性。研究结果可为其他类似圆竹结构工程的建设提供参考。

大型圆竹拱-钢拱组合结构建筑施工技术

合理利用竹材作为建筑材料,在创造经济效益的同时,对推动绿色低碳建造方式具有重要意义。但因圆竹特性与节点构造的复杂特性,限制了其在大型公共建筑中的发展。将竹拱与钢拱进行组合,利用钢拱为竹拱提供中间支撑,从而满足圆竹在大空间建筑上的使用需求。结合实际工程,详细介绍了大型圆竹拱–钢拱组合穹顶式建筑施工技术,以期为同类工程提供参考。

铰接约束圆孔蜂窝组合梁抗火性能试验研究与数值模拟

为研究铰接约束圆孔蜂窝组合梁的抗火性能,对圆孔蜂窝组合梁进行恒载升温试验和数值模拟分析,研究圆孔蜂窝组合梁在火灾全过程的温度分布、位移变化、破坏形态和耐火极限。结果表明:圆孔蜂窝组合梁孔间腹板和孔边腹板的温度变化基本一致;停止升温后,圆孔蜂窝组合梁经历收缩反拱、挠曲回落和变形恢复三个阶段;圆孔蜂窝组合梁板端形成明显的斜裂缝,且板端斜裂缝在升温阶段和降温阶段发展方向相反,板面纵向裂缝在降温阶段进一步形成、延伸和扩展;蜂窝钢梁端部腹板和下翼缘形成明显的局部屈曲,且下翼缘局部屈曲主要位于梁端第一开孔处;铰接约束圆孔蜂窝组合梁耐火极限时间为78min;数值模拟结果和试验结果吻合良好。

复合多层地层边坡组合式圆截面抗滑桩受力变形特征及其应用研究

组合式抗滑桩在各类大型、复杂地层结构边坡防护工程中得到了广泛应用,但复合多层地层边坡中组合式抗滑桩加固机理的研究仍有待深入。基于统一强度理论建立了复合多层地层边坡组合式圆截面抗滑桩群地质力学模型,提出了一种适用于复合多层地层边坡组合式圆截面抗滑桩变形与内力计算的有限差分方法。以提出概化的复合多层地层边坡模型为算例,通过对综合传统等效m法与有限差分数值模拟结果进行对比,研究了复合多层地层边坡组合式圆截面抗滑桩受力变形特征,并进一步结合浙江梅店公路边坡开展了工程应用研究。结果表明:相较传统等效m法,改进算法所得桩顶水平位移、最大正值弯矩和最大负值弯矩均有所增加,其计算结果更接近于数值模拟结果,计算结果更准确;组合式抗滑桩前、后排桩桩顶水平位移相等,受连系梁的影响,最大正值弯矩出现在滑动面以上;采用组合式圆截面抗滑桩支护的浙江梅店公路边坡的稳定性系数从1.05提升至1.83,公路边坡稳定性提升显著。研究成果可为组合式抗滑桩加固设计提供依据。

多层组合圆挤压筒变形及应力分布规律分析

文章基于ANSYS提供的FEM法,按接触非线性对多层组合圆挤压筒在未工作状态下(仅受预紧力作用)和工作状态下(工作压力与预紧力联合作用)分别进行计算,得出其变形及应力分布的一般规律,分析结果与用厚壁圆筒理论计算的结果基本吻合,同时还对非均布内压力作用的影响进行了讨论,为组合凹模的结构优化和扁挤压筒的设计提供了技术支持。

计入加劲肋的圆孔蜂窝组合梁强度简化计算

为了简便计算带加劲肋的圆孔蜂窝组合梁的强度,应用空腹桁架理论,推导了计入加劲肋影响的圆孔蜂窝钢-混凝土组合梁强度简化计算公式.通过算例与ANSYS进行验证,结果表明本文的分析方法是正确的,并建议对剪力分布大的梁段混凝土板内配置受拉钢筋.将计算结果与没有加劲肋的算例梁计算结果进行比较,结果表明,加劲肋可以通过增加计算截面面积来提高蜂窝组合梁承载力.

基于环量场影响的Magnus风力机组合旋转圆型翼设计与研究

提出一种新型的面向Magnus风力机的组合旋转圆型(combined rotating cylinder,CRC)翼型设计思想,理论分析该翼型提高升力的作用机理;采用数值模拟计算方法研究该翼型的气动性能,将该翼型的数值模拟结果与传统翼型的试验结果作对比分析。结果表明:由于圆柱翼旋转产生的环量使得整个新型风力机翼型的环量得到较大提高,导致CRC翼型在马格努斯效应下产生的升力得到较大提高。表现为在整个攻角范围内的CRC翼型升力系数均远大于传统翼型,尤其是在低攻角范围内其升力系数约为传统翼型最大值的3倍,表明该翼型具有良好的价值。

圆砾-泥岩组合地层坑中坑开挖对双排桩的影响

为研究双排桩在南宁圆砾-泥岩组合地层中的支护特性,以南宁地铁4号线某深基坑工程为依托,运用ABAQUS有限元软件和现场监测数据进行分析,得出双排桩在该地层有较好适用性的结论。然后在此基础上,进一步探讨坑趾系数、深度比在影响阈值左右范围变化以及不同土体强度弱化百分比的工况下,坑中坑开挖对双排桩的影响。结果表明各因素对双排桩支护效果的影响强弱依次为土体强度弱化百分比、坑趾系数、深度比;并提出以双排桩的最大侧移增长百分比是否>20%作为依据,初步评价内坑开挖对基坑安全稳定性的影响程度;最后通过分析各参数对应工况下基坑破坏的模式和原因,针对性地给出了相应的解决措施。

组合式非圆齿轮行星轮系取苗机构动力学分析与试验

针对组合式不完全偏心圆-非圆齿轮行星轮系旋转式取苗机构,应用动态静力分析法和动力学方程组序列求解法,建立机构动力学模型,开发出机构动力学分析软件求解模型,计算得到机构链条受力、各齿轮旋转中心和啮合点受力、支座反力的变化规律;建立了机构虚拟样机,加工出机构物理样机,开展机构动力学仿真分析和台架试验,得到两种情况下机构转速为60 r/min时支座反力与行星架转角之间的关系,取苗机构理论分析、仿真分析和台架试验所得到的支座反力变化规律基本一致,验证了取苗机构动力学模型的可靠性和动力学分析的正确性;与原取苗机构比较,本文取苗机构样机y方向支座反力的最大幅值和方差分别从155 N和1 171 N2减小为77 N和553 N2,降低了50. 3%和52. 7%,表明提出的取苗机构具有比原机构更优的动力学性能。

两层套组合式圆挤压筒热-应力耦合有限元分析

以两层套圆挤压筒为研究对象,运用ANSYS有限元软件对挤压筒进行热-应力耦合数值模拟,分析了挤压筒在装配条件下的应力情况;并通过基于Lame公式的应力叠加法计算出的解析解与数值解进行对比分析;采用正交试验方法,研究了过盈量、结构尺寸对挤压筒应力的影响规律。结果表明考虑温度场的热应力时,挤压筒的最大等效应力明显降低,且各层套的应力变化越趋平缓;解析解与数值解的误差均在2.4%以内,验证了数值模拟结果的正确性;过盈量和结构参数的变化使得挤压筒最大等效应力出现在内套内壁或外套内壁。

手动推压圆环压力组合夹具松动问题的解决方案

在数控加工中心上加工工件时,手动推压圆环压力组合夹具常用于小批量工件的生产。当手动推压圆环压力组合夹具的力源装置、中间传力机构和夹具的嵌套部分出现问题时,容易出现误差增大、撞刀等现象。针对生产中由于手动推压圆环压力组合夹具松动引起的误差和撞刀现象,提出相应的解决方案,保证了生产加工时夹具的稳定,提高了生产效益。

断层破碎带条件下组合式圆截面抗滑桩加固边坡效果研究

随着我国公路建设不断向山区深入,在地质构造复杂区公路边坡遇到断层破碎带的情况日渐增多,亟需开展阻滑能力强的抗滑桩结构加固边坡研究。传统的人工挖孔桩施工模式存在高风险、低效率等缺点,而组合式圆截面抗滑桩具有施工效率高、安全便捷等特点,为此,探究其对含断层破碎带边坡的加固效果具有现实意义。采用自主设计的边坡物理试验系统,设计了5种不同破碎带厚度与组合式圆截面抗滑桩组合的物理模型,采用坡顶逐级加载的方式模拟加载,监测桩身应变、桩顶位移和桩后土压力,采用高速相机捕捉滑体变形破坏图像,并使用粒子图像测速(PIV)技术对图像进行处理。研究结果表明:组合式圆截面抗滑桩通过限制桩后滑体水平位移,并将滑体限制在前、后排桩间来达到加固边坡的效果;滑体演化分为变形压密、加速变形和破坏滑移3个阶段;前、后排桩桩后土压力比值介于1/3~1/2之间;随断层破碎带厚度增加,滑体水平滑移速率增大,组合式圆截面抗滑桩的桩顶位移增大,桩身最大正弯矩减小。模型试验与数值模拟计算的弯矩及桩顶位移较为吻合,研究成果可为边坡工程组合式圆截面抗滑桩设计提供一定借鉴与参考。

多圆环组合支撑体系在超大面积基坑中的应用

圆环支撑体系是基坑工程中一种常用的支撑布置形式,其结构受力合理、开敞空间大,为下坑挖运土方创造了有利条件,尤其适用于超大面积基坑工程。以苏宁天御国际广场基坑工程为背景,介绍了多圆环组合支撑体系在超大面积基坑中的设计、计算和应用,利用有限元对多圆环组合支撑的内力、位移进行了计算分析。工程实施表明,多圆环组合支撑体系有效地控制了基坑变形,保护了周边环境,大大地加快了施工效率,缩短了工期,取得了良好的社会经济效益。