均布荷载作用下一次超静定梁的弹塑性分析

通过虚功原理和单位荷载法分析了均布荷载作用下一次超静定梁的弹塑性加载及变形过程。受力变形可分为四个阶段:弹性阶段、固支端附近产生塑性变形阶段、固支端为塑性铰而固支端附近塑性区卸载阶段、固支端保持为塑性铰而梁中部部分区域产生塑性变形直至形成塑性流动阶段。给出了加载各阶段的弯矩、位移公式及外荷载与支反力的关系式,可供工程结构设计和力学教学参考。

“煤体-支柱(架)-胶结体”联合作用下顶板超静定梁模型

针对胶结充填开采中工作面煤壁、控顶区与胶结体形成区间上方的顶板受力问题,考虑胶结体强度前期快速增长、中期缓慢增长和后期稳定的形成特性,以及胶结体对顶板的支撑作用随距离工作面的长度增长而增大的特性,建立"煤体-支柱(架)-胶结体"联合作用下顶板超静定梁模型。基于结构力学解析方法,得到该模型及其2种特殊情况下的岩梁两端支座反力、两端弯矩和整个岩梁剪力、弯矩分布的表达式;确定最大剪力位于煤壁处;加快充填体强度形成的速度,能减小岩梁两端及支座所受应力。模型算例表明:①支柱和胶结体的介入,较大地改变了顶板应力分布,岩梁剪力和弯矩分布均具有非对称性;②煤壁处支座剪力和弯矩均大幅高于采空区侧支座的剪力和弯矩;③与垮落法开采相似,充填开采岩梁最大剪力和最大弯矩所在位置仍然在煤壁处,但量值均大幅减小,岩梁应力波动幅度小;④胶结充填开采有利于减少煤壁片帮,有利于工作面超前支护和顶板管理。

超静定梁变形计算的积分法

从线性化弯矩和曲率关系出发,将超静定梁多余反力的弯矩叠加到梁截面弯矩中去,经两次积分得到了包括积分常数和多余反力的分段转角方程和挠曲线方程,利用边界条件和连续条件确定积分常数和多余反力,进而确定了转角方程和挠曲线方程,文中工作扩大了积分法的应用范围,教学实践表明,用积分法解超静定梁的变形能够起到帮助学生学习和掌握固体力学的边值问题解题思想的作用。

一次超静定梁的弹塑性全过程分析

通过虚功原理和单位荷载法分析了集中荷载作用下一次超静定梁的弹塑性加载及变形过程.受力变形可分为4个阶段:弹性阶段;固支端附近产生塑性变形阶段;固支端附近和集中荷载作用点附近均产生塑性变形阶段;固支端保持为塑性铰,集中荷载作用点附近塑性区扩展而固支端附近塑性区卸载阶段.给出了加载各阶段的弯矩、位移公式及外荷载与支反力的关系式,可供工程结构设计.

超静定梁结构非线性大变形问题的优化算法与应用

目的研究建立超静定梁结构非线性大变形问题的优化算法,分析超静定梁大变形条件下的结构约束力,解决实际工程中的具体问题.方法以超静定悬臂梁力学模型为研究对象,建立变形平衡条件下的坐标位置方程.将梁变形后的节点未知坐标和未知的多余约束力作为设计变量,局部变形分析,构建满足坐标关系函数方程的目标函数,建立求解超静定梁大变形问题的优化求解方法.结果运用Fortran-PowerStation软件编写优化求解通用计算程序,分别求得在Py=20和Py=40条件下,超静定梁结构的位移和转角变形量.将计算算例优化结果与ANSYS有限元计算结果进行分析对比,得出最大位移的相对误差在5%以下,最大转角的相对误差在7.5%以下,验证了算法的有效性和精确性.结论针对梁的超静定大变形问题提出的优化求解算法,有效地解决超静定大变形梁等工程结构的约束力求解,为实际工程中具体问题提供了新算法.

超静定梁的挠曲线初参数方程

本文建立了超静定梁的挠曲线初参数方程，利用超静定梁的边界条件和支座处的约束条件以及静力学平衡条件定出了方程中的所有未知参数．可通过研究梁的初参数方程，求出整个梁中挠度，转角的最大值．

基于当前多影响线信息的超静定梁损伤识别方法

针对超静定、变刚度梁损伤识别问题,提出基于当前状态多影响线信息的损伤识别方法,研究超静定梁式结构的影响线特征、局部损伤对梁应变影响线和挠度影响线的影响。基于实际应变影响线识别梁边界条件,以此构建损伤指标曲线,并根据其局部峰值点定位梁局部损伤。在此基础上建立包含损伤信息的基函数,对实际挠度影响线曲线进行最小二乘拟合计算,识别提取桥梁局部刚度折减信息即损伤定量化。开展移动车辆过梁数值仿真,结合数值计算响应进行损伤定位及定量研究。研究结果表明:所提出的损伤定位和定量方法不需要结构未损状态下的信息作为参考;当局部刚度折减量α介于0.1~0.5之间时,损伤检测结果均具有较高精度,从而验证了本文基于多影响线信息进行梁式结构损伤识别方法的正确性与可行性。

集中载荷作用下一次超静定梁的弹塑性全过程分析

对跨中集中载荷作用下一次超静定梁的弹塑性加载和变形全过程进行了分析.根据受力变形特点,集中载荷作用下一次超静定梁的加载过程可分为4个阶段,分别是弹性阶段、固支端附近塑性变形区扩展阶段、固支端和集中载荷作用点附近塑性变形区双扩展阶段、固支端保持为塑性铰同时附近卸载而集中载荷作用点附近塑性变形区继续扩展直至形成第2个塑性铰阶段.在弹性阶段,弯矩内力和挠度与外载荷是线性比例关系,在第2,3两个阶段,弯矩和挠度与外载荷是复杂的非线性关系,在第4阶段,弯矩与外载荷是线性关系但不是比例关系而挠度与外载荷是更为复杂的非线性关系.给出了全过程任意点的弯矩和挠度计算公式,可供结构设计参考应用.

集中荷载作用下一次超静定梁的弹性力学解

根据弹性力学平面问题的基本理论,采用半逆解法,求出了单跨一次超静定梁在集中荷载作用下的应力和位移多项式解,并与材料力学解进行了比较,说明了材料力学解的精度和适用范围,可供工程结构设计和弹性力学教学参考.

预应力混凝土超静定梁的预应力筋布置分析

针对预应力混凝土超静定梁 ,采用结构力学方法 ,推导了在均布及集中荷载作用下 ,二跨及三跨连续梁的次弯矩表达式 ;在满足混凝土设计规范中规定的预应力混凝土构件在施工阶段预拉区抗裂要求的条件下 ,得到了预应力筋布置偏心距的表达式。可作为超静定梁进行预应力筋布置的依据。

基于神经网络等强度超静定梁的优化设计

在分析了传统优化方法不足的基础上,提出了一种基于神经网络模拟退火优化的新方法.用阶梯折算法,给出了目标函数、几何约束条件关于设计变量的显式表达式,对均布载荷作用下一次等强度超静定梁进行了优化设计.

超静定梁的弹塑性分析

通过虚功原理和单位载荷法分析了超静定梁的弹塑性加载过程,给出了加载过程中外载荷与约束反力的非线性关系,并据此对塑性力学中超静定梁的塑性极限分析的编写提出了建议。

二次超静定梁在集中载荷作用下的体积优化设计

利用阶梯折算法,研究了集中载荷作用以及几何约束条件下,二次等强度超静定梁的体积优化设计.用实例给出了在集中载荷作用下等强度梁与等截面梁的体积对比.

单跨超静定梁在均布荷载作用下的弹性力学解

根据弹性力学平面问题的基本理论 ,采用半逆解法 ,求出了一端固定一端铰支单跨超静定梁在均布荷载作用下的应力和位移 ,并由此说明了材料力学解的精度和适用性 .

单跨超静定梁在非线性分布温度作用下的载常数

现有结构力学教材中,一般只给出沿梁截面高度方向线性分布温度变化时的载常数.而工程上更常见的是非线性分布的温度变化.本文根据弹性理论首先推出了静定梁在温度变化作用下的杆端位移.在此基础上,用力法导出了单跨超静定梁在非线性温度作用下的载常数,并给出了温度沿截面高度按照指数规律变化时的杆端力,可供混凝土梁设计参考.

变形比较法解简单超静定梁的教学方法设计

针对材料力学中用变形比较法求解简单超静定梁问题,在教学的过程中进行了一系列的教学方法设计,注重问题式、探索式教学方法与理念,以培养学生思维的主动性、敏锐性、变通性和完善性,树立创新意识与创新思维．

超静定梁弹塑性加载过程分析的教学内容构建

"超静定梁的塑性极限分析"作为塑性力学教材中的一节内容,阐述了如何用"机动法"和"静力法"求最终的塑性极限破坏载荷,却没有分析超静定梁的弹塑性加载变形过程.通过把结构力学中计算弹性位移的单位载荷法扩展应用到超静定梁的弹塑性加载过程,以均布载荷作用下两端固支超静定梁的弹塑性加载和变形全过程分析为例,构建了超静定梁弹塑性加载过程分析的教学内容,给出了两端固支超静定梁在均布载荷加载过程中弯矩内力和挠度随外载荷而变化的解析公式.主要目的是引导学生掌握超静定梁复杂的非线性弹塑性加载变形全过程的分析方法,可供塑性力学教材改编时参考引用.

超静定梁变形计算的有限差分法

推导了超静定梁变形计算的有限差分方程,研究了边界条件,编制了计算程序,计算了超静定梁的变形．文中工作扩大了有限差分法的应用范围．

超静定梁抗弯刚度优化设计的模拟退火算法

在分析了传统优化方法不足的基础上,提出了一种基于神经网络模拟退火优化的新方法.用阶梯折算法,给出了目标函数、几何约束条件关于设计变量的显式表达式,对集中载荷作用下一次等强度超静定梁进行了最优刚度分布研究.

求解超静定梁的通用方程

介绍了用单位阶跃函数求解超静定梁的通用方程。算例证明 ,该方法使用方便 ,计算过程简单 ,是求解超静定梁的一种新方法。