多层弹性体系力学分析中积分常数计算的矩阵分析法

本文根据多层弹性体系在垂直或水平圆形均布荷载作用下的层间连续的接触条件,推导出表示相邻层积分常数间的递推关系矩阵[T],的显式表达式,给出了多层弹性体系力学分析中积分常数计算的矩阵分析方法及其简洁的计算公式。本文所述方法,原理通俗易懂,编程简单方便,计算快速省时,是一种很容易推广应用的有效方法。实例计算表明,本文所述方法是完全正确的。

多层弹性体系理论的试验验证

本文论述了通过半刚性基层沥青路面试验路段的实测,对多层弹性体系理论的初步验证结果。对路表弯沉、基层底面的弯拉应力的实测值和理论值作了较全面的分析和比较,所得结果对我国柔性路面设计规范的修订具有参考价值。

沥青路面温度场分析及全时域受力特性

沥青混凝土是温度敏感型材料,对沥青面层进行力学分析时将温度变化考虑在内非常有必要。以有限元方法建立了沥青路面温度场计算模型,通过分析日最高温度、日最低温度、日太阳辐射量等对路面温度变化的影响,建立了沥青路面温度场预估方法。考虑常温和高温两种季节不同时刻的路面温度场,沿路面深度的温度变化选取沥青层材料参数,以多层弹性体系理论模型对沥青路面的受力状态进行了计算。结果表明沥青面层竖向压应变和竖向剪应变的最大值位于中上面层,而在全天气温最高的中午时段,最大竖向压应变和最大竖向剪应变都处于上面层。

液氮冲击中InSb焦平面探测器热应力计算

液氮冲击中In Sb焦平面探测器的局部分层、局部碎裂制约着其成品率的提高。为分析液氮冲击中发生在In Sb焦平面探测器中的潜在失效模式,我们借助C.H.Hsueh提出的适用于弹性多层体系热应力计算理论,结合In Sb焦平面探测器的典型结构,忽略铟柱阵列的影响,得到了In Sb焦平面探测器中心区域热应变和热应力沿厚度方向的分布。依据热应变和热应力分布,我们认为液氮冲击中In Sb芯片和底充胶均处于拉应力状态,硅读出电路上边2/3部分处于压应力状态,下边1/3部分处于拉应力状态。整个探测器四角往上翘曲,中心区域往下凸起。这些计算结果为后续探测器组件封装中平衡复合物结构的设计提供了理论参考。

碲镉汞焦平面组件中硅减薄工艺与热应力计算

液氮冲击下,碲镉汞(HgCdTe)焦平面探测器中层状材料间线膨胀系数的不同将会在层状材料中产生热失配,过大的热失配应力将引起HgCdTe芯片断裂,决定着HgCdTe焦平面探测器的结构可靠性。为了解决HgCdTe焦平面探测器在液氮冲击下的热失配问题,我们借助MATLAB运算工具,采用线弹性多层体系热应力计算方法,得到了硅读出电路(Silicon Read Out Integrated Circuits,Silicon ROIC)的厚度取不同值时,HgCdTe芯片中的热应力沿法线方向的分布。计算结果表明:当Silicon ROIC的厚度由340μm减薄至25μm的过程中,HgCdTe芯片中生成的热应力随着Silicon ROIC厚度的变薄而线性减小。这表明Silicon ROIC减薄方案是一种解决HgCdTe红外焦平面探测器热失配问题的有效途径。

柔性路面力学计算

本文采用多层弹性体系作为柔性路面的力学模型,编制的程序可求解双层(连续或滑动)体系和三层(连续或上中层滑动、中下层连续)体系在单圆均布垂直荷载作用体系中的应力和位移系数。当路面为三层以上的多层体系时,可将其换算成为双层或三层体系,再用该程序进行计算。

寒区BRT公交专用线路面结构特征与服役性研究

为了明确寒区重载客车车道路面结构特征与适用性,本文以兰州市BRT(快速公交系统)专用线为研究对象,利用多层弹性层状体系理论提出三个沥青路面结构方案[方案一(P_(1)):SMA-13+AC-20+AC-25;方案二(P_(2)):SMA-13+AC-20+ATB-25;方案三(P_(3)):砌块砖石+水泥处置层+砂砾土],并基于HPDS2017、GeoStudio 2018,围绕其服役性能(路面永久变形量、路表验收弯沉值)展开研究。结果表明:车辙是该路段的主要病害,BRT车道上更严重;P_(1)和P_(2)的路面结构均符合规范,经路面结构层参数计算和软件验算,P_(1)的抗车辙能力强于P_(2),更适合于该路段;P_(3)的设计永久变形量为28.5mm,P_(1)和P_(2)的设计弯沉值为29.3mm,因此砌块路面抗车辙病害能力优于沥青路面。结合P_(3)提出组合式方案,即BRT车站停靠处铺设P_(3)路面,车道铺设P_(1)路面。

理论弯沉值的计算及施工弯沉检验标准

路基、路面回弹模量是设计和施工的重要指标,但回弹模量是变化的线性函数,较难直接测量,在施工中采用了路基弯沉测量来间接控制回弹模量。用多层弹性体系理论方法全方位阐述路基路面各层回弹模量与总弯沉值的关系,给出施工过程中控制弯沉值的理论标准。用此方法计算理论弯沉值可以在实际施工中及时了解路基质量情况。

半刚性基层沥青路面结构剪应力敏感性分析

半刚性基层沥青路面是我国目前高等级公路路面结构的主要形式,但是由于基面层间结合不良易造成多种沥青路面病害。本文通过BISAR03.0软件采用多层弹性层状体系理论,分析了不同层间状态下面层厚度、模量,基层厚度、模量变化对层间剪应力的影响。结果表明,随着摩擦系数的增加,剪应力逐渐增大;在基层参数一定的情况下,剪应力随面层的模量的增加而减小,随面层的厚度增加而减小;在面层参数一定的情况下,剪应力随基层的模量的增加而增大,随基层的厚度增加而增加。为改善面层基层层间连接状态减少沥青路面由于层间处理不当引起的病害提供了理论依据。

沥青路面设计拉应力指标探讨

文章对我国现行规范《公路沥青路面设计规范》(JTJ014-97)中沥青路面设计层底拉应力指标进行了探讨,指出了其中的问题,并对设计指标的改进提出了建议。