基于无限长梁模型的车路振动耦合系统半解析解

针对无限长道路与车辆耦合系统响应计算复杂难题,考虑地基的弹性特性与道路不平度,建立基于无限长欧拉-伯努利梁模型的车路振动耦合系统。进而以车辆为参考点建立移动坐标系,提出通过积分变换推导耦合系统振动响应解析解的方法,并应用留数定理对其进行数值计算,获得车辆垂向位移、加速度、路面振动响应等系统响应的半解析解。与传统应用模态叠加法的有限长道路与车辆耦合响应相比,具有更高的计算效率与精度,系统参数化研究也证明了该半解析解的有效性。

移动荷载下Kelvin地基上无限长梁的稳态响应

为评价公路、桥梁、列车轨道等承载结构在交通荷载作用下的动态响应,基于线性系统的叠加原理,采用积分变换法求得了Kelvin地基上无限长梁的Green函数,并就各种荷载工况分别进行了讨论,得到了相应梁挠度的积分形式解.通过对移动集中荷载作用下梁挠度的积分形式解的数值计算分析,得到了相应的梁挠度的数值结果,并就地基阻尼、荷载移动速度等参数对梁挠度的影响效果进行了分析.当地基阻尼较小时,梁挠度的最大值随荷载移动速度的增大而增大;但随着地基阻尼的增大,梁挠度的最大值将随荷载移动速度的增大而减小.梁挠度在时间变化历程及空间分布上的不对称性随地基阻尼或荷载移动速度的增大而增大.

移动荷载作用下连续粘弹性基础支承无限长梁的有限元分析

把无限长梁、连续粘弹性基础和移动荷载视为一个系统 ,并将该系统进行有限单元离散 ,梁单元的弯曲形函数采用 Hermitian三次方插值函数 ,利用弹性系统动力学总势能不变值原理 ,得到单元的刚度矩阵、质量矩阵、阻尼矩阵和节点荷载列阵 ,建立该系统的振动方程组 ;再用 Wilsonθ法求解该振动方程组 ,得到梁中点的位移时程曲线。举例分析了基础的粘弹性特性和梁的抗弯刚度对梁动力响应的影响。计算结果表明 :增大基础的弹性系数、阻尼系数和梁的抗弯刚度都有利于减小梁的动力响应。

简谐移动荷载作用下饱和土地基上无限长梁的动力响应

根据Biot理论及Euler-Bernoulli理论,建立饱和土体地基上的无限长梁受简谐移动荷载作用模型;由梁-土体系的变形协调条件,推导梁-土体系的等效刚度;由Fourier变换得到时间-空间域的梁-土体动力响应;分析荷载速度、频率、饱和土体的参数对梁-土体系的影响。研究结果表明:当荷载在某一低频时,随着荷载速度增大,梁的最大竖向变形、弯矩也增大,而当移动荷载的频率较高时,荷载速度对梁的变形及内力的影响较小;对于饱和土体地基上的无限长梁,当荷载速度超过土体剪切波速时,梁仍然存在一系列其他模态所对应的关键速度,此时,梁有最大变形出现。

饱和多孔半平面与无限长梁的动力相互作用

用解析法分析了受法向力作用时饱和多孔半平面的动力响应,在此基础上对饱和多孔半平面与无限长梁的动力相互作用问题进行了分析。借助Fourier变换,将Biot基本方程组转化为常微分方程组并对其分步进行求解,从而将原先极为复杂的问题转化为相对简单的数值积分问题。研究了振动频率(ω)、液体内摩擦(b)和梁的刚度(EI)对梁挠度的影响。数值计算结果表明,振动频率、液体内摩擦和梁的刚度对梁的挠度曲线的形状,尤其是对梁的最大挠度有着显著的影响。梁挠度的幅值随ω的增高,随b的减小,其衰减速度在增快,但随着EI的增大,梁挠度的幅值衰减速度并无明显的变化;梁挠度的最大幅值随ω的增高而减小,随b的减小,随EI的增大而减小。

移动车辆作用下弹性基础无限长梁的动力响应

通过坐标变换方法,研究了匀速移动的车辆对弹性基础无限长梁的动力响应,给出了位移和内力的计算方法,将车辆简化为移动力,移动质量,移动的振动质量三种模型,比较了它们对梁的影响,对某型带式舟桥的数值分析表明,振动质量模型较合理,给出了浮桥计算时。

有限厚度各向同性饱和土地基上无限长梁的动力响应研究

以Boit弹性饱和多孔介质理论及Euler-Bernoulli弹性梁理论为基础,应用Fourier变换,采用逐次去耦消元方法,求解了各向同性饱和土地基动力响应基本微分方程组;建立了有限厚度各向同性饱和土地基与无限长梁动力相互作用的控制方程,给出了方程的解;通过数值计算,研究了简谐荷载作用下梁的动力响应,分析了地基厚度及地基与梁的参数对梁挠度动力响应的影响.

模拟无限长梁的功率流强度测量

功率流方法是２０世纪８０年代末才引进我国的一门新技术．经过大量的理论研究和多次实验，提出了无限长梁的新模型．实测表明模拟效果较好．

均布荷载作用下文克勒无限长梁解析解的探讨

该文通过基本微分方程推导了在均布荷载下的文克勒无限长梁的解析解,并提出了荷载作用区地基承载分担比α的概念,最后通过算例分析验证了该解析解和荷载作用区地基承载分担比α。

基于推移式滑坡的隧道变形模式演化规律研究

研究目的:随着我国陆路交通的快速发展,山区运营隧道在滑坡作用下的病害问题日益突出,而导致隧道变形破坏的最根本原因是滑坡的作用导致隧道受力模式的改变。同时,坡体不同的变形阶段对隧道结构的受力变形模式影响较大,目前在这方面缺乏深入的研究。研究结论:(1)以隧道-滑坡平行体系为研究对象,基于推移式滑坡岩土体的变形特点揭示了隧道受力渐进破坏过程的本质是滑坡推力和岩土抗力变化的过程,初步探讨了不同演化阶段滑坡的运动特点和隧道的力学特征,以不同演化阶段的隧道受力模式为基础,建立了半无限长梁、半无限长梁-悬臂梁模型;(2)采用弹性地基梁和结构力学理论,对位于滑坡体内和滑坡体外的隧道结构变形进行耦合解析,建立不同阶段隧道受力变形模式的理论计算公式,提出相应控制截面的解析解表达式,能够实现滑坡不同演化阶段隧道受力变形的评价;(3)通过模型试验进行了对比分析验证,结果表明该理论能够对滑坡中隧道的受力变形的发展进行预测以及为滑坡地段隧道的设计、加固治理提供理论参考。

考虑脱空效应的隧道开挖诱发上覆管道变形分析

考虑黄土区浅埋隧道的工程特点以及土体大变形特性,将浅埋隧道下穿开挖过程上覆管道分为管土脱空区与管土变形协调区,提出考虑管土脱空的相互作用计算模型。在考虑管道埋深对地基基床反力模量影响的基础上,采用Pasternak半无限弹性地基梁模型考虑土体连续性,采用二阶段分析方法将土体自由位移荷载施加于管道,分别建立脱空区、协调区的管道力学模型与微分控制方程,并给出理论解答与管-土脱空区范围的试算步骤。与已有模型试验监测数据的对比验证了计算方法的精确度,发现不考虑管土脱空现象时的管道变形计算方法偏于保守。最后,对管道变形的各主要影响因素进行了对比分析,结果表明:管道最大变形量随地层损失增大而增大,随管隧间距、管道刚度、土体强度增大而减小,但减小的幅度均随各参数的增加而减缓;脱空区范围随管道刚度、土体弹性模量及管隧间距增大而增大,而表征管土脱空程度指标即最大变形差随管道刚度增大而增大,但随着土体弹性模量以及管隧间距的增大却呈减小趋势。

悬空管线的振动特性分析

埋地管线穿河段由于河水冲刷而悬空，在水流作用下诱发涡激振动。本文在实测悬空管线固有频率的基础上，提出了其固有频率的计算方法。按本文方法所得结果和实测结果基本吻合。

移动的线源平稳随机荷载激励下梁的随机响应

利用广义Ｄｕｈａｍｅｌ积分和积分变换，研究了粘弹性Ｋｅｌｖｉｎ地基上无限长梁在运动的线源平稳随机荷载作用下的随机响应．发现此时梁的挠度响应为非平稳随机过程．通过引入随动坐标系，建立了有明确物理意义的随动谱分析方法。

关于有限长弹性基础梁的分类

研究了有限长弹性基础梁的分类.结果表明,现有的分类不甚合理.根据本文提出的描述近似解可用的标准,通过二类集中荷载作用下有限长梁解、半无限长梁解及刚性短梁解的比较,提出了每类荷载作用下有限长梁的分类标准.研究还表明,对上述两种荷载情形,半无限长梁解的近似效果比无限长梁解的近似效果要好.

计算悬空管线固有频率的新方法(英文)

长输管线在石油工程中大量使用 .穿河段管线由于河水的冲刷变得悬空 ,如果管线附近的涡泻频率接近管线的固有频率 ,将引起悬空管线的共振 ,并且导致管线的破坏 .本文将悬空管线视为弹性基础上的半无限长梁 ,建立了悬空段管线和埋入土中管线的偏微分振动方程 ,提出了计算管线固有频率的迭代计算方法 ,实例计算结果同现场测试结果基本一致 .

梁长对移动荷载下梁响应影响研究

本文研究了梁跨长对移动荷载下梁稳态响应的影响。在以往的研究中,通常采用Galerkin方法或者有限元方法计算不同长度的梁的动力响应。当梁长的增加不再明显改变梁的动力响应时,可认为梁此时的长度可以代替无穷长时的情况。采用上述方法的研究表明,当梁长大于10m时,就可以用有限长梁近似无限长梁的响应。本文通过求解有限长梁和无限长梁在移动荷载下的动力响应比较分析发现,上述结论在某些参数下并不成立。本文给出了能否使10 m长梁来近似模拟无限长梁的具体判据。本文是对结构力学教材中梁结构振动计算问题的进一步分析和讨论,所得结论有助于更深入地理解移动荷载作用下有限长梁的响应以及梁结构影响线问题。

金属压型板筒仓的立筋计算与算例

本文应用弹性地基梁法,解决了金属压型板筒仓立筋的强度和稳定计算。在强度计算中,用半无限长梁法得出立筋在侧向荷载作用下的内力计算公式;在稳定计算中,用能量法给出了临界承载力的近似表达式。最后通过算例,对立筋计算中的应用公式进行了说明。

悬挑十字交叉基础梁节点荷载分配方法探讨

将半无限长梁自由端无限延伸,形成无限长梁;基于Winkler地基上无限长梁的解答,求得集中力偶作用下原半无限长梁自由端处的剪力和弯矩。利用半无限长梁自由端需满足弯矩及剪力为零的条件,求得需在自由端施加的外荷载。分别计算外荷载和集中力偶在作用点处产生的挠度,叠加求得集中力偶作用下半无限长梁在作用点处的挠度,并提出集中力偶作用下的悬挑影响系数计算公式。根据静力平衡和变形协调条件,建立竖向荷载和力矩共同作用下具有悬挑的十字交叉基础的节点分配荷载的一般公式。

用逐步消取子结构法分析弹性地基上铰接梁源程序的应用

一、方法概要本程序正文曾以题为“支承刚度法分析弹性地基铰接梁”载于《水运工程》81年1期。弹性地基梁在梁与梁之间一般做成铰接,如图1所示。

桥头搭板计算方法探讨

新建桥梁在桥路相结处一般都设计桥头搭板,以减轻桥头跳车的现象。对搭板的内力计算进行探讨,得出较为实用的计算方法。