基于TRIZ理论的薄板类零件三维扫描检测方案优化

为解决薄板类零件三维扫描检测过程中整体数据获取困难、效率低且无法模拟实际工况测量的问题,本文基于TRIZ创新理论对薄板类零件的三维扫描检测方案进行了优化。对现有问题进行分析后,利用因果链分析、九屏图法、技术矛盾等方法,结合薄板类零件的扫描实际流程,最终设计了多支点柔性夹具,并优化了三维扫描检测过程。以汽车钣金件为例,对优化方案进行了验证,为薄板类零件的质量检测提供了一种新的高效精准的检测方法。

基于薄板理论的覆岩导水裂隙带高度研究

导水裂隙带发育高度对于煤矿防治水工作具有重要意义。为了掌握孙疃煤矿Ⅱ1022工作面开采后煤层顶板垮落带和裂隙带发育范围、发育规模及其空间展布特征,确定垮落带、裂隙带与顶板含水层之间的关系,利用薄板理论与关键层理论对此进行理论分析,得到了关键层薄板挠度的表达式,预计导水裂隙带的发育高度为55.48 m,同时通过井下仰孔注水漏失现场实测得到导水裂隙带高度为56.8~61.4 m,实测结果与理论预计导水裂隙带高度基本一致,验证了理论分析的合理性,为实际生产提供了理论指导。

混合边界矩形薄板静力问题解析研究

本文利用Hamilton体系中的“辛-叠加”方法,基于弹性薄板理论,对两对边固支、另两对边中部固支两端简支这一混合边界条件矩形薄板静力问题进行了解析研究.首先基于Hamilton求解体系辛几何方法对对边简支这一经典边界条件矩形薄板问题进行了解析求解,然后以此为基本体系采用叠加法思想对两对边固支、另两对边中部固支两端简支这一复杂混合边界条件矩形板问题进行了求解,最后采用有限元数值模拟对本文方法的正确性和收敛性进行了验证.本文方法同时具备辛几何方法的理性和叠加法的规律性优点,其求解过程中无需预先假定解的形式,直接由弹性力学基本方程出发,通过逐步严格推导来获得解析解.该方法通用性强,可用于一些传统方法难以解析求解的矩形板问题中.

基于薄板样条径向基函数的复合材料层合板自由振动分析

基于复合材料层合板的三角剪切变形理论,推导了对称复合材料层合板的控制微分方程。利用基于薄板样条径向基函数的无网格配置方法离散的控制微分方程,预测了对称复合材料层合板的自由振动行为。计算了不同材料参数和层合板几何参数的固有频率,并与文献结果进行了比较。还研究了节点排布、模量比和边厚比对固有频率的影响。结果表明,本文结果与文献结果具有较好的一致性,节点数量越大,无量纲频率对网格分布越不敏感,固有频率随着边厚比和模量比的增加而增加。通过数值实验,证明了用薄板样条径向基函数离散的三角剪切变形理论对对称复合材料层合板的自由振动分析具有较高的数值精度和良好的收敛性。

基于非局部弹性理论的分数阶粘弹性纳米板的振动

本文基于Kirchhoff板理论,同时考虑了非局部弹性理论和分数阶Kelvin-Voigt粘弹性本构关系,利用Hamilton原理建立了粘弹性纳米板的控制方程。通过给出解的形式,利用拉普拉斯变换及其逆变换对问题就进行求解,在得到数值解后并分析了分数阶导数的阶数、非局部参数以及粘弹性系数对纳米板的振动影响。

一类带有不定位势Kirchhoff方程多重解的存在性

研究R^(N)中一类带有不定位势的Kirchhoff方程,其中位势函数是可变号的.利用Morse理论和变分学原理,得到方程多重解的存在性.

基于弹性薄板理论的采场顶板破断特征分析

针对煤层开采过程中采场覆岩形成的特定空间结构和变形破断形态,运用弹性薄板小挠度理论构建四边固支、两边固支两边简支和四边简支3种支承边界条件下的顶板力学模型,通过理论计算得出了基本顶断裂前后的挠度、弯矩和应力解析表达式,并从理论层面分析了顶板破断的内在机理与显现特征,揭示了采场顶板横"O-X"破断的力学本质。采用三维数值模拟软件FLAC3D系统分析了顶板应力场的演化特征和分布规律,模拟结果与理论分析较为吻合。

基于薄板理论的空区顶板稳定性分析

考虑作用于顶板上的均布载荷及作用于顶板上方中心处的集中载荷情况下,基于四边固支矩形薄板的纳维叶解法,分别导出了均布载荷与集中载荷作用下矩形顶板的挠度方程与应力表达式.分析得到四边固支矩形板在均布载荷和集中载荷作用下的高应力主要出现在板的中心以及长边的中点处,影响应力的因素主要包括厚度、载荷大小、板的尺寸以及泊松比.依据第一强度理论建立均布载荷和集中载荷共同作用下的顶板安全性控制方程,并求解得到其安全临界顶板厚度,并通过工程实例验证了该控制方程的正确性.

定日镜反射板基于薄板弯曲理论的挠度分析

基于薄板弯曲挠度理论,以某定日镜为例,分析说明薄板弯曲理论的应用,进一步分析研究镜面反射板在不同长宽比条件下的荷载挠度变化规律,并通过有限元建模分析,对薄板弯曲挠度理论进行对比研究。经工程算例表明:定日镜反射板的挠度设计采用大挠度薄板弯曲理论,不仅经济,而且可以保证结构可靠度;建议镜面薄板设计为正方形,以降低反射板挠度值。

基于薄板理论的碳酸盐岩地层压力检测方法探讨

现有碳酸盐岩地层压力检测方法均存在不足,因此,为保证Y油田F地层碳酸盐岩地层的钻井安全,开展了碳酸盐岩地层压力的检测方法研究。基于薄板理论,考虑体积弹性模量的影响,结合碳酸盐岩特征,建立了构造挤压条件下的地层压力地质力学识别模型;通过分析F地层碳酸盐岩的地质构造、异常高压及测井响应特征分布规律,结合排除法研究了异常高压的成因机制;形成的碳酸盐岩地层压力检测方法在Y油田F层进行了实例应用。F层小断层发育,纵波速度在5 500m/s左右;FU层和FL层的地层压力系数分别约为1.45和1.30;FU层岩石骨架变形量大于FL层,构造挤压是异常高压产生的主要成因机制。应用结果表明,该模型检测值与SFT实测值间的相对误差小于10%;地层压力随构造变形曲率、地层压力系数、弹性模量的增大而增大,随泊松比的增大而减小,且呈线性关系。研究认为,基于薄板理论的碳酸盐岩地层压力检测方法,能够比较准确地检测由构造挤压作用下的碳酸盐岩地层压力。

基于薄板理论的工作面底板隔水层稳定性研究

为了研究底板隔水层稳定性,基于薄板理论,结合某矿9103工作面采矿及地质条件,利用底板"下三带"理论和在分析研究工作面支承压力分布规律的基础上,将底板隔水层简化为四边固支受线性载荷作用下的矩形薄板,建立隔水层力学模型,分析隔水层最大挠曲位置、最大主应力方向和突水机理力学判据。研究表明:隔水层最大挠曲位置位于工作面倾斜方向的中心和距工作面煤壁初次来压步距5/12倍的交点处;隔水层中最大主应力方向与水平主应力方向一致;隔水层所能承受的极限水压与隔水层厚度成抛物线关系,薄板理论应用于隔水层稳定性分析中是可行、合理的,能为带压开采提供理论依据。

基于弹性薄板理论的煤矿采空区地表沉陷预测

采煤沉陷已成为煤矿区危害范围最广、影响程度最大、延续时间最长的一种工程地质灾害,在对赵各庄煤矿矿山地质环境调查的基础上,分析采空沉陷区地质灾害发育及成因特征,基于弹性薄板理论的规划开采区域采空区地表沉陷预计,可初步预计采空区地表沉陷特征并对其引发地质灾害进行预测。

修正偶应力理论层合薄板自由振动模型及尺度效应

通过引入各向异性的细观尺度复合材料层合板的本构方程,将各向同性修正偶应力理论推广到各向异性,基于虚功原理首次建立了复合材料层合板新修正偶应力理论的自由振动模型.该理论包含不同的两个材料细观参数,偶应力曲率应变不对称.但是,用于各向同性材料与原修正偶应力理论等价,为了便于工程应用,建立了只含一个细观材料参数的偶应力层合薄板理论弯曲和振动的简化模型.算例表明建立的偶应力层合薄板模型能用于分析层合板的自由振动尺度效应.

薄煤层坚硬顶板的薄板理论分析及来压预报

在用薄板理论分析白腊坪煤矿K1 3煤层顶板的应力分布规律的基础上 ,根据最大拉应力强度理论建立顶板初次及周期来压步距的计算式 ,利用该计算式在现场实施顶板来压预报结果表明 ,用薄板理论研究薄煤层坚硬顶板的应力分布规律是合理的。

作大范围运动矩形薄板的建模理论和有限元离散方法

研究了作大范围运动薄板的耦合动力学建模理论和离散化方法。对作大范围运动的薄板建立了耦合动力学模型 ,计及了在结构动力学中对薄板动力学特性影响很小的二次耦合变形量。用有限元方法对柔性薄板进行离散 ,基于 Jourdain速度变分原理导出了作大范围运动薄板的动力学方程。计算了作旋转运动的薄板的变形 ,将仿真结果与不计二次耦合变形量的传统方法进行比较表明 ,随着转速的提高 ,仿真结果出现明显的差异。此外 ,将本文有限元与假设模态法的计算结果进行比较 ,揭示了高速旋转时假设模态法的局限性 ,表明取无大范围运动的高阶模态可以提高假设模态法的计算精度。

基于Storen-Rice理论的薄板成形极限

在St?ren-Rice成形极限理论模型的基础上,建立了基于Logan-Hosford屈服函数的塑性本构方程,将其引入成形极限推导获得极限应变的解析表达式。以两种铝合金板为对象,采用建立的极限应变表达式计算其成形极限曲线,并与实验数据进行对比;研究了屈服函数中的应力指数a和各向异性系数r对计算结果的影响。结果表明,应力指数a对负应变比区理论值影响较小,正应变比区理论值随应力指数a值的增大而减小,当应力指数a=4时理论结果与实验吻合较好;当应力指数a=2时,正应变比区理论值随各向异性系数r值的增大而减小,当应力指数a>2时理论结果对各向异性系数r值的变化不敏感。

薄板理论在人造硬壳层应力计算中的适用性

采用Winkler小挠度薄板理论对竖向荷载作用下较薄硬壳层弹性阶段的应力分布特性进行研究。建立两端简支、另两端自由的弹性薄板模型,用Matlab语言将Winkler弹性薄板理论程序化,计算出薄板模型中各点的应力值,并用Mat-lab拟合应力曲线。通过数值模拟和小挠度薄板理论计算结果的对比,验证了Winkler薄板理论法在弹性地基硬壳层应力计算中的合理性,得出软土地基的应力分布规律。薄板横断面内,Winkler小挠度薄板理论计算结果与数值模拟结果一致,但小挠度薄板理论法在计算过程中不收敛,故该理论在薄板应力的计算中有一定的局限性。

金属薄板中Lamb波波速与静应力关系的理论研究

本研究基于各向同性金属材料在静压力作用下产生各向异性的事实,从固体中超声波的非线性理论出发,得到了在一定应力下固体的等效的二阶弹性常数,再利用各向异性板中的Lamb波理论推得了在静应力作用下与应力平行和垂直方向的Lamb波的频散方程,讨论了金属薄板中Lamb波波速与静应力的关系。

基于测井曲线及弹性薄板理论的应力场模拟

针对长庆油田延长组低孔低渗砂岩以裂缝型储层发育为主的特点,开展了区域应力场模拟研究,用于预测延长组的裂缝发育情况,指导后续勘探开发井的部署。由于研究区无地震资料,因此基于地震的传统裂缝检测方法无法适用。本次研究主要采用了基于以弹性薄板理论为基础的应力场模拟技术,充分利用常规测井曲线携带的速度及密度信息,克服了无地震资料的技术瓶颈,结合野外露头及岩芯测量结果,认为研究成果较为可靠,取得了较好的效果。目前已钻高产井均位于本次预测的强应力发育区,因此应力场模拟结果可以作为下一步生产井位部署的主要依据,此种技术方法也可以推广到长庆油田其他区块。

Kirchhoff型偏移理论的研究历史、研究现状与发展趋势展望——与光学绕射理论的类比、若干新结果、新认识以及若干有待于解决的问题

对Kirchhoff型偏移理论的研究历史、研究现状以及在今后一段时间内的发展趋势进行了简要的回顾和评述,并对加权函数、偏移孔径、子波拉伸、振幅畸变、垂向与横向分辨率等问题进行了相对详尽的讨论。还对若干有待于解决的问题进行了探讨,并对笔者在近几年内所取得的一些与Kirchhoff型偏移理论有关的新认识和新结果进行了介绍。为了充分地顾及反射地震成像和光学成像之间的渊源关系,采用了一种新的讨论方式,即首先对Kirchhoff绕射理论的主要内容进行概略的回顾,然后再通过类比的方式引入Kirchhoff型偏移成像的基本概念和基本方程。在过去的几十年中,在Kirchhoff型偏移理论研究方面已经取得了重大进展,一个完整的理论体系已经形成。尽管如此,仍有一些遗留的或新出现的理论问题有待于解决,例如加权等时面分布叠加偏移的输出场分析和模型空间中的最优偏移孔径等等。由于Kirchhoff型偏移理论的研究对象是加权绕射叠加而不是加权等时面分布,也由于GPU/CPU协同计算技术的出现已经使得加权绕射叠加的计算量问题不再形成瓶颈,所以在今后的发展中Kirchhoff型偏移在理论和实践上将达到统一,即将在实现上从加权等时面分布回归到加权绕射叠加。与此同时,在今后一个时期内的研究重点将会与Green函数的数学表述、局部相关反射信号(locally coherent events)的表示和处理、广义加权绕射叠加以及在模型空间中定义的最优偏移孔径等问题有关。