Bolt support mechanism based on elastic theory

Mechanical model of anchorage surrounding rock considering tray effect was established based on elastic theory,in order to study the mechanism of bolt supporting.Elastic solutions of normal force at point in the interior of a semi-infnite solid were obtained by means of classical displacement function method in elasticity.The factors which influence stress of bolted surrounding rock,such as the length of bolt and tray effect,were analyzed.The absolute value of stress along bolt axes decreased rapidly with an increase in radical distance and the maximum appeared near ends of bolt.With increasing radical distance,the value of radical stress changed from positive to negative roughly and then increased to zero,with maximum at the middle of bolt.The evolution of hoop stress as radical distance increasing was similar with stress along bolt axes.With an increase in depth,the radical effect ranges of all normal stress components were reduced.These suggest that the effect from tray on stress along bolt axes of bolted surrounding rock could be neglected,except near surface of surrounding rock.

基于弹性力学思想的居民地点群目标位移模型

本文引入弹性力学思想对空间目标进行冲突探测及受力分析 ,用空间距离聚类及建立最小生成树的方法把空间关系较近的、相互独立的点状要素聚类组合成多个有机的整体 ,对每个整体用有限元的方法通过多次迭代。本算法的实验结果满足了诸多的制图约束条件 。

矿山立井井筒与表土之间的剪切力分析

揭示矿山立井井筒与周围表土之间剪切力的分布规律,为正确的立井井筒力学模型建立奠定理论基础。分析弹性剪切力和塑性剪切力的形成及特征,剖析以往解析分析中存在的问题。在此基础之上,利用莫尔–库仑强度理论、点的应力状态理论和桩土相互作用理论中的剪切位移法对弹性剪切力和塑性剪切力进行极为细致的分析,并最终获得反映两种剪应力随表土深度变化规律的解析解。研究结果对正确的分析立井井筒的应力分布规律、井壁危险点处的应力变化规律及立井井壁变形、破裂预测理论的建立具有重要作用,对桩土之间剪切力的研究也具有一定参考价值。

基于Cauchy积分解法与遗传算法的随机位移反分析研究

针对位移反分析的正算计算量大和全局最优解遗失问题,提出正算过程采用平面弹性复变方法中的Cauchy积分解法,优化方法选用遗传算法的随机位移反分析方法,并研究了位移观测噪声对识别结果的影响规律。实例应用表明,所提出的方法从根本解决了采用优化技术进行位移反分析的求解效率问题,具有较好的容错性能和全局搜索性能,且能够反映地应力场和实际岩体的不确定性。

缝端应力强度因子对网格尺寸的敏感性分析

基于线弹性断裂力学模型对工程中存在的宏观裂缝进行稳定性分析,采用位移直接法计算缝端应力强度因子。针对在裂缝尖端是否必须剖分细密网格以及采用缝岸上哪些节点位移外推缝端应力强度因子等问题,通过缝端应力强度因子对裂缝尖端附近网格尺寸的敏感性分析,得到如下结论:(1)认为使用位移直接法外推缝端应力强度因子时,应忽略靠近缝端处的节点位移,采用远离缝端的节点位移连接成直线进行外推;(2)如果在缝端采用1/4边中节点(奇异等参单元),即使采用较粗的网格也可以得到满意的结果,不一定必须在缝端剖分细密网格,这可大大减少缝端应力强度因子计算工作量。通过对典型的带缝三点弯曲梁算例分析以及龙羊峡重力拱坝下游面水平裂缝的分析,验证上述结论,进而基于线弹性断裂力学模型预测了龙羊峡重力拱坝下游面水平裂缝的深度。

基于热力耦合的钢轨接触疲劳裂纹扩展特性分析

采用热弹塑性有限元法和裂纹尖端位移法,对轮轨全滑接触状态下的钢轨表面斜裂纹的扩展特性进行分析。热力耦合有限元模型中,考虑轮轨自由表面与环境热对流、裂纹表面间热传导和温度对材料参数的影响,通过移动边界条件模拟轮轨接触区的移动,计算轮轨摩擦因数、裂纹表面间的摩擦因数和裂纹角度对钢轨表面裂纹扩展特性的影响。计算结果表明:在热力耦合作用下,钢轨斜裂纹的剪切扩展模式占主导;裂纹尖端最大张开位移随轮轨摩擦因数和裂纹角度的增大而增大;减小轮轨摩擦因数、增大裂纹表面摩擦因数和小的裂纹角度,可限制钢轨表面斜裂纹的扩展。

基于拟力法的结构非线性动力分析方法

本文详细介绍了拟力法的研究进展,从基本概念出发给出了弹性位移和塑性位移的定义,并推导了拟力法的控制方程及运动方程;同时,说明了构件局部塑性机制及其塑性变形的意义,并从理论上阐明了拟力法与传统有限元方法相比的优势,即计算效率高、稳定性好。最后,将拟力法应用于某一钢框架结构,结合适用于钢结构的较基本的局部塑性机制,验证了拟力法的实用性及有效性。

海洋平台中KK管节点表面裂纹应力强度因子的有限元计算方法

海洋平台中的KK管节点由于长期承受循环载荷而容易在焊缝处产生疲劳表面裂纹。对包含表面裂纹的KK节点的残余寿命的评估依赖于对表面裂纹应力强度因子的准确估算。本文首先提出了KK节点中表面裂纹的有限元网格产生方法,然后采用线弹性断裂力学理论,通过裂纹前缘的位移外推插值法分析了KK节点在轴向力作用下沿着表面裂纹的应力强度因子的分布情况。最后,通过对22个KK节点的模型分析,研究了节点的几何参数和裂纹形状参数对应力强度因子的影响情况。

VC轧辊塌陷位移的能量法解析

在大量的分析与研究的基础上,运用弹性力学中能量法的基本原理,首次推导出了一个实用的计算VC轧辊塌陷位移的数学模型,实现了在线快速计算轧制过程中的VC辊塌陷位移,为VC轧机板形与弯辊力的在线控制奠定了理论基础,具有推广应用价值。

基于有限元的柔性铰链微位移机构研究

针对传统压电陶瓷器件应用于微位移技术中难以实现高精度的问题,提出了一种柔性铰链微位移机构,对该机构的运动特性进行了理论分析,并利用有限元方法进行了仿真验证。研究了铰链间距及其关键几何参数对微位移机构性能的影响。结果表明:有限元仿真结果和理论分析结果相一致,利用ANSYS仿真可以确定几何参数对微位移机构性能的影响,结合理论分析可以提高微位移机构的设计效率和准确性,避免纯粹理论计算在结构设计上缺少仿真分析支撑的问题。实验结果验证了本文设计的微位移机构应用于超精密加工中具有很高的精度。

超高层建筑巨型框架与其基础地基共同工作的简化分析

对软土地基上的超高层建筑空间巨型框架提出了一种新的简化分析方法.将空间巨型框架结构中的辅助框架柱只考虑其轴向刚度,沿巨型框架梁的轴线方向连续化后,作为巨型梁单元的文克弹性地基,把巨型梁按文克弹性地基梁来处理,然后将巨型柱和巨型文克弹性地基梁组成空间巨型框架,在考虑了地基的弹性变形后,用矩阵位移法进行位移和内力计算.算例计算结果表明:新的简化方法是合理的、可行的.

大型碟式光热太阳能聚光器风致振动响应分析

以25 kW碟式光热太阳能发电系统聚光器为对象,建立其有限元模型,基于谐波叠加理论编制Matlab程序得到的脉动风载荷时程开展聚光器风振响应研究。得到了聚光器不同工况下关键节点的统计特征和位移风振系数,给出了部分节点的响应时程数据且对位移时程进行了功率谱分析。结果表明:聚光器在极限风载荷的作用下以强迫振动为主,且在基频处有轻微的共振;聚光器最不利的工况为90°-60°,安全避风工况为-90°-90°,最不利工况下各关键节点的整体位移风振系数为2.4;聚光器结构在极限风载荷作用下处于弹性变形阶段,但曲面固镜壳振动强烈,对于反射镜面的安全性有待于进一步的研究。

基于弹性力学思想的GIS多源数据误差纠正方法

在GIS的空间误差源中,由于多源数据融合而产生的空间数据及属性数据误差,是一个最为常见的误差原因。弹性力学思想的引入为GIS空间数据的误差纠正提供一个全新的思想和方法。文中应用弹性力学原理,对由多源数据引起的误差进行位移纠正,实验证明该方法能够很好地解决空间数据误差引起的冲突,并且处理后目标的形态特征保持较好,完全适应GIS空间数据处理的需要。

横梁分析法在曲线桥结构分析中的应用

平面曲线桥中，由于弯扭耦合作用，横梁对于增强桥梁的结构整体性、加强主梁之间的横向联系、改善主梁荷载横向分配性等起到重要作用，因此设计时不仅要求横梁的刚度要大，还应把横梁作为主要受力构件加以考虑。文章将曲线桥的横梁看作弹性支承在主梁上的多跨连续梁，主梁与横梁形成互为弹性支承的格构，充分考虑弯扭耦合作用的特卢、和横梁自身的变形，首先建立曲线桥横梁分析法的计算力学模型，然后用矩阵位移法推导横梁分析法计算曲线桥的基本公式，最后通过算例验证其可行性和准确性。

均布荷载作用下悬臂梁的弹性力学解

梁是土木工程中最常见的构件.材料力学基于平衡方程、物理方程和平截面假定的梁的计算分析结果,对浅梁较为精确,对深梁存在较大的误差,难以满足结构设计的要求.为此根据弹性力学平面问题基本理论,采用半逆解法,求出了悬臂梁在均布荷载作用下的应力、形变和位移.可供工程结构设计和弹性力学教学参考.

平面弹性位移反演灵敏度分析及随机位移反分析

提出正算过程采用平面弹性复变方法中的Cauchy积分解法,优化方法选用遗传算法的随机位移正反分析方法。分析了目标函数对待反演参数的灵敏度,研究了位移观测噪声对识别结果的影响规律。结果表明该方法从根本解决了采用优化技术进行位移反分析的求解效率问题;能够反映地应力场和实际岩体的不确定性;能够反映位移观测噪声对反演结果产生的影响,具有较好的容错性能和全局搜索性能。

高填土边坡中双排桩扶壁式挡墙设计方法研究

双排桩扶壁挡土墙是高填土边坡的一种新型支挡结构,由于能较好控制边坡变形大和解决施工安全较差的问题而得到了推广应用.但是,这种支挡结构用于高填土边坡支护的设计计算较为复杂,且没有统一的计算方法,对指导设计带来一定的困难.文章根据高填土边坡双排桩扶壁挡土墙的受力特点,提出了一种基于模型试验和工程实测平面刚架模型的简便设计计算方法.将这种方法应用于某法院建筑填方高边坡治理方案设计,并对设计边坡的最危险工况利用有限元行了数值分析,模拟结果与设计方法计算结果吻合较好.边坡自施工开始进行了连续位移监测,竣工完成近一年半后水平位移最大值为21.3 mm.通过该工程实施结果表明,文章提出的设计计算方法方便可靠,对后续类似边坡工程设计具有一定的借鉴意义.

DXF在计算结构力学中的应用

在原有FORTRAN程序设计模块的基础上,利用FORTRAN程序自动生成DXF文件,可直观地将矩阵位移法求出的杆件杆端力转换成结构内力图,很好地将FORTRAN语言与CAD技术衔接在一起。

静力计算中的弹性支座

针对《结构力学》中的难点—具有弹性支座的结构计算问题进行讨论。由其作用机理出发,讲解了具有弹性支座结构的位移计算,超静定结构内力计算等静力问题的解决方法。

有阻尼双质量弹簧系统的理论建模及性能分析

基于现代控制和机械动力学的相关理论,以有阻尼双质量弹簧系统为研究对象,根据系统遵循的物理规律建立系统的状态空间模型并绘制系统的模拟结构图,全面反映系统各状态变量间的关系及变量的变化情况,揭示了系统的内部特征。应用状态空间分析法判定了系统既能控又能观,实现了对系统内在性质的深化认识。采用振型叠加法定量研究了系统的动态特性,计算了系统低阶固有频率、主振型及系统在简谐激励力作用下的位移响应,进一步认识了系统的运动特性。