基于弹性极限理论的盾构隧道收敛变形研究

为研究隧道横向收敛变形对隧道结构安全的影响,从变形协调的角度出发,应用修正惯用法求出螺栓在弹性极限状态下管片截面的弯矩值,并根据管片横截面受力与隧道横向变形之间的关系,反推出管片环的弹性极限曲率半径。基于上海地铁单圆隧道的设计参数,对弯矩传递系数ξ分别取0.3、0.4及0.5进行计算,得出隧道收敛变形的限制值分别为18.6mm、23.4mm及30.2mm。最后,以上海轨道交通8号线某区间隧道的实测横向收敛数据为基础,将该方法得出的限制值与设计控制值5‰D(D为隧道外径)进行了对比。通过对比表明:该收敛变形的限制值能够反映出管片接头处螺栓的受力状况,可以为地铁运营隧道的安全评判提供重要参考。

基于沥青面层曲率指数反算沥青面层的弹性模量

基于层状弹性体系理论,由路面结构的路表变形响应反算沥青面层的弹性模量.根据落锤式弯沉仪数据采集传感器与荷载中心的距离,构建了结构层参数与其相应路表弯沉盆之间的数据库.通过分析此数据库提出了沥青面层的临界影响厚度,并基于此临界影响厚度建立了相应的回归模型.理论弯沉盆和实测弯沉盆反算的算例对比分析表明,该方法具有良好的精度和可靠性,是一种实用、有效而快速的评定路面承载能力的方法.

铁木辛柯《弹性理论》中的一个问题

铁木辛柯、古地尔所著《弹性理论》(1)是一本权威性著作,在我国及世界上均有较大影响。但是该书中有一处明显的错误,即认为在作为空间问题处理的梁的纯弯曲问题中,材料力学的平截面假设仍然成立。这个论断,在该书1960年英文第三版中仍未改正。在国内外一些弹性力学书籍中,也存在着同样的问题。因此。

气动驱动渐变厚度变曲率反射镜技术

在完善基于有限元分析的跨平台综合优化流程的基础上,获得了反射镜最优结构参数,并通过21阶Zernike多项式面形拟合得到球差是导致反射镜形变过程中面形精度退化的主导像差模式.根据有限元优化得到的最优结构参数研制了第二块气动驱动渐变厚度变曲率反射镜样片(口径135mm,中心厚度8mm,初始曲率半径2 807mm)并进行了曲率变化能力及面形精度保持试验研究.研制工艺的改进使本文所研制的变厚铝合金反射镜初始面形精度优于λ/80(632.8nm),当驱动气压达到约0.07 MPa时,反射镜中心形变量接近37μm并且去掉球差影响后的面形精度可以优于λ/40(632.8nm).与前期所研制的第一块样片相比,第二块样片的中心形变能力以及面形精度保持能力均显著提升.

气动驱动变厚变曲率反射镜技术

以环形线负载驱动模型为基础,分析了环形线负载驱动变曲率反射镜难以兼顾大中心形变与高精度面形保持的原因;从薄板弹性理论出发,得到了一种气动驱动变厚变曲率反射镜物理模型.理论分析表明,将反射镜的厚度分布从等厚改为变厚,并采用气压均匀驱动替代推力环环形驱动,反射镜不仅能产生大的中心形变,而且在形变过程中的面形精度也远高于环形线负载驱动变曲率反射镜的.基于超硬铝反射镜样片的试验验证了对变厚变曲率反射镜的理论分析;试验中,反射镜初始面形精度接近λ/50(632.8nm),施加0.032 MPa驱动气压产生约22μm中心形变时,反射镜面形精度依然优于λ/20(632.8nm),证明该气动驱动结合变厚设计这一技术具有较大的应用潜力.

环形线负载驱动变曲率反射镜技术

从薄板弹性理论出发,对可实现曲率变化的环形线负载驱动模型进行分析,给出了基于该模型的大镜厚比变曲率反射镜的形变方程.以较小的驱动力实现较大的中心形变为目标,利用MATLAB软件对不同反射镜厚度、驱动环半径下的反射镜形变情况进行模拟计算,结果表明,反射镜厚度范围在2~4 mm之间、驱动环半径数值在反射镜有效半径1/2处最佳.以此为依据,设计并研制了口径为100 mm、厚度为3 mm的铍青铜环形线负载驱动变曲率反射镜结构及原型样片,给出了变曲率反射镜整体结构前10阶的振动模态分析结果.完成装配后,反射镜原型样片的面形精度接近λ/30（λ为波长）.对该结构进行极限曲率变化和面形精度保持的验证实验,通过对变曲率反射镜结构进行改进,环形线负载驱动能够实现超过30个波长（632.8 nm）的中心形变,且面形精度的变化与反射镜中心矢高的变化呈弱相关.

波纹扁球壳的各向异性参数

研究了传感器弹性元件波纹扁球壳的各向异性参数,得到了它们的表达式,计算了正弦波纹扁球壳的各向异性参数,讨论了曲率半径对各向异性参数的影响.

高速凸轮机构滚子尺寸的优选

在设计滚子从动件的凸轮机构中,一般都是选择标准滚动轴承(球轴承或滚子轴承)作为滚子。轴承的规格是根据滚子承受的载荷来确定的。 然而在很多情况中,由于凸轮表面某些部位的曲率半径ρc非常小,因此在滚子与凸轮接触面之间存在很大的接触应力。这样,在接触区的表层内将产生很大的剪切应力,应力值可根据弹性理论公式(见参考资料1)来确定。

向列液晶表面弹性能K_(13)项的物理效应及检验方法

通过解析推导和数值计算的方法 ,得到了平衡态指向矢满足的微分方程和边界条件 .研究了表面弹性能K1 3项对磁场作用下的弱锚定向列液晶盒Fr啨ｅｄｅｒｉｃｋｓｚ转变性质的影响 .结果表明 ,表面弹性能K1 3项的存在对液晶系统的自由能有很大的影响 ,从而改变转变的性质 ,诱导液晶盒在阈值点发生一级Fr啨ｅｄｅｒｉｃｋｓｚ转变 .给出了发生一级转变的物理条件 ,它除了与液晶的结构和材料有关外 ,还依赖于液晶表面弹性能K1 3项 ,同时给出了由此判断K1

活塞理论气动力静压修正方法及其在曲壁板颤振分析中的应用

提出了一种采用计算流体力学(CFD)计算的压力分布对活塞理论气动力进行静压修正的方法,将该方法应用到曲壁板的静气动弹性变形及颤振稳定性分析中,并与采用曲率修正活塞理论气动力的计算结果进行了对比。分析结果表明,采用本文提出的活塞理论气动力静压修正方法进行曲壁板的气动弹性分析,在圆柱曲壁板曲率较小的情况下,与采用曲率修正活塞理论气动力方法得到的静气动弹性变形、稳定性边界差别不大;而在曲率较大时,采用本文方法计算得到的曲壁板静气动弹性变形,其曲壁板靠近前缘部分被压的更低,而曲壁板的颤振稳定性边界更小,且这种差别随着圆柱曲壁板曲率的增加而不断增大。该方法突破了曲率修正活塞理论的小曲率限制,扩大了活塞理论气动力在曲壁板颤振分析中的适用范围。

密珠轴承过盈量的分析与计算

本文以赫兹弹性接触理论对密珠轴承过盈量进行分析与计算,论证了这种计算方法的可行性。过盈量是密珠轴承的一个重要参数。先后几位学者对它进行过探讨。1981年吴嘉祥提出了密珠轴承过盈量计算等问题,从理论上提出了一种计算方法,却未见到计算的实际例子。1982年笔者发表了《密珠轴承的特点及其应用》,提出了过盈量的计算。并应用于实践。