基于Newmark滑块原理的抗滑桩加固三维土坡的地震位移分析方法

提出一种基于Newmark滑块原理的抗滑桩加固三维平台土坡地震位移方法。基于极限分析原理,并采用"牛角型"破坏机制推导出抗滑桩加固三维平台土坡屈服加速度系数k_c的显性表达式。经参数分析,探究各因素对k_c的影响规律。结果表明:与单台阶相比,三维平台土坡更趋于稳定。由力矩平衡方程求出抗滑桩加固三维平台土坡滑动破坏时的转动角加速度,对其二次积分求出抗滑桩加固三维平台土坡的震后位移。结合工程实例探究地震对抗滑桩加固三维平台土坡地震位移的影响,并给出相应的工程建议。对抗滑桩加固三维平台土坡各影响因素进行敏感性分析,求出各影响因素对抗滑桩加固三维平台土坡稳定性的敏感性顺序,为抗滑桩加固三维平台土坡的抗震设计提供参考。

基于Newmark滑块系统能量分析的地震永久位移计算方法

对具有摩擦型接触面的经典Newmark双滑块系统进行分析,给出单周期简谐激励下最大相对滑移量的近似解析式,进一步分析发现,接触面最大相对滑移量对应的能量传递系数e/(ky/ka)与ky/ka存在近似线性关系;拟合86条地震波作用下的338个地震永久位移计算结果,得到e/(ky/ka)与ky/ka的线性表达式,给出地震永久位移的简化计算公式.公式基于较严格的理论推导,同时考虑了地震波的随机特性,是发展经典Newmark理论的新思路;与其他学者建议的公式对比表明,本文公式计算结果合理、形式简单而便于工程应用.

基于Newmark滑块位移法的岸坡地震稳定性简易分析方法

国外码头抗震设计规范普遍采用地震永久变形分析岸坡稳定性,而地震永久变形一般是由基于Newmark滑块位移法确立的经验公式或图表计算得到的,但我国水运工程抗震设计规范并无类似方法。为此采用Newmark滑块位移法对3 600条拟合于我国水运工程抗震设计规范反应谱的人工地震波进行分析,确定了滑块位移的统计特征和分布。由此提出了一种简易分析方法,并通过一个实际码头岸坡案例说明了方法的实施过程。研究结果表明:1)基于Newmark滑块位移法确定的永久变形均值是岸坡屈服加速度的函数,其变异系数是屈服加速度和峰值地面加速度比值的函数,且永久变形服从对数正态分布;2)可将表达式计算得到的永久变形均值同规定的限值进行直接对比来分析岸坡稳定性,也可通过计算一定保证率下的变形来分析。

Newmark方法在芦山地震诱发滑坡分布预测研究中的应用

对于地震滑坡灾害而言,进行地震滑坡危险区划是降低损失的有效手段之一。因此,地震滑坡危险性预测方法的研究成为这一领域的热点。2013年4月20日芦山地震诱发了大量的滑坡崩塌,造成了严重的人员伤亡和社会经济财产损失。文中通过对地震灾区震后航片、遥感影像等的解译,初步获得此次地震诱发滑坡的分布概况。在芦山地震灾区的地形和岩性分析的基础上,基于Newmark物理平衡模型,对该区的潜在地震滑坡危险区进行了分析预测,通过对比本研究获得的潜在滑坡区域预测结果与解译的滑坡分布情况,表明Newmark模型是一种有效的地震诱发滑坡预测分析方法。进一步探讨了不同滑坡影响范围估算方法的差异,认为震级与产生滑坡最远距离之间的关系是一种较好的估算方法。

基于Newmark积分方案的DDA方法

不连续变形分析(DDA)方法以离散的块体集合作为研究对象,引入动力学分析和时步积分技术模拟块体系统的不连续变形行为。对DDA采用的常加速度法进行拓展,给出求解块体系统运动方程的Newmark积分格式,并引入一种与块体不平衡力成正比的自适应阻尼使系统收敛到新的平衡状态,保证求解的稳定性。作为考核,将基于Newmark积分方案的DDA方法应用到隧洞开挖模拟,通过和UDEC软件的计算结果进行对比分析,论证改进后DDA方法的有效性和实用性,进一步拓展DDA解决实际工程问题的能力。

Newmark积分方法在负刚度时的数值稳定性分析

为了获得Newmark积分方法在负刚度时的适用性,研究了Newmark积分方法在负刚度时的数值稳定性分析方法并对其稳定性进行了分析,分析了Newmark积分方法中的参数、阻尼和分析步长对积分方法稳定性的影响规律.结果表明其稳定性与正刚度时差异较大,在负刚度时不再具有无条件稳定性.对于正刚度时常用的Newmark积分参数α=1/4、δ=1/2,在负刚度时仅当分析步长大于某一值时积分方法才能保证稳定性,因此难以同时满足稳定性和准确性的要求.推荐了通过选取合适的Newmark积分参数获得稳定性的方法.为Newmark积分方法用于分析具有负刚度的结构时的适用性提供了依据,也为积分方法的合理选择提供了参考.

与结构动特性协同的自适应Newmark方法

提出了一种与结构动特性协同的自适应Newmark方法,其参数可基于数值弥散和数值耗散最小化的条件用解析方法求得.对线性单自由度动力学系统,该方法的相位误差精确为零并且谱半径为1.对线性多自由度系统和非线性系统,该方法在所有二阶积分解法中最精确.数值结果验证了新提出格式的高精度和结论.

轨道结构动力响应Newmark方法时间积分步长的确定

为了明确轨道结构动力响应计算中Newmark方法时间积分步长的确定依据,采用双层离散点支承轨道结构模型解析求解不同移动速度点荷载作用下的轨枕动反力频谱,进而采用模态叠加法和Newmark方法求解不同时间积分步长下上述双层轨道结构的位移和加速度响应,并与高精度的四阶Runge-Kutta方法计算结果对比.结果表明,不同荷载移动速度下的时间积分步长均应满足Nyquist采样定理,且采样定理中的频带宽度应至少包括由离散支承参数激励引起的轨枕动反力频谱的前二阶谷值.作为算例,根据上述采样定理确定的时间积分步长,采用Newmark方法计算了移动列车轴荷载作用下三层离散点支承轨道的枕木及道砟加速度响应.

一种加工汽车同步器齿套滑块槽的新方法

结合对汽车同步器齿套滑块槽数控加工机床的研究,提出了一种利用摆线逼近圆弧的高效加工方法。通过建立摆线的参数方程,分析其各个参数对摆线形状的影响以及摆线逼近滑块槽圆弧的逼近误差,提出了确定摆线参数的算法及相应的计算程序。应用该算法对一个给定参数的滑动齿套滑块槽圆弧加工逼近误差进行分析计算,其理论逼近误差达到了0.0002mm,进而证明了利用这种方法加工同步器齿套滑块槽的可行性。

色散手征介质FDTD分析的Newmark方法

基于Newmark算法,给出一种处理色散手征介质电磁问题的显式时域有限差分方法.根据色散手征介质电磁参数特点,在本构关系中定义了4个中间变量,并建立对应的辅助微分方程;然后,将动力学经典Newmark步进算法应用于辅助微分方程;最后,结合本构关系和麦克斯韦旋度方程实现了色散手征介质的时域有限差分显式迭代计算.计算了色散手征介质层的同极化和交叉极化反透射系数和色散手征介质球的双站雷达散射截面,与解析结果对比,表明该算法正确有效.

再谈同时按K和[α]设计平面曲柄滑块机构的解析法——“辅助角方法”与“基本方程法”的比较研究

引用"辅助角方法",对同时按K和[α]设计平面曲柄滑块机构的解析方法进行研究讨论,得出了如下重要结论:与"基本方程法"比较,"辅助角方法"更表现出良好的适应性和统一性,其在理论和公式的简约概括性,现象和规律的简洁直观性,现象、规律和结论的深刻、丰富和系统性方面,都表现出诸多具体实在的优越性.

关于平面曲柄滑块机构辅助角方法之性能与设计线图丛的研究

在“辅助角方法”研究成果基础上 ,提出了以连杆与曲柄长度比值a为核心性能指标 ,绘制和建立一整套新的性能与设计线图丛的理论构思 ;并应用VisualBasic 6 .0语言开发了可自动生成该套性能与设计线图丛的可视化软件PCARMDC ;根据该套新性能与设计线图丛 。

复杂色散介质电磁特性分析的扩展Newmark-FDTD方法

基于有限元中的Newmark算法,提出一种新的色散介质时域有限差分(FDTD)方法,称为扩展NewmarkFDTD方法,它不仅可以用统一的方式处理Debye、Drude、Lorentz等常见色散介质问题,还可以统一处理修正Lorentz、二阶复有理函数等新的色散模型及其混合模型问题,且具有更高的计算精度和较好的稳定性.最后,通过算例对该算法的有效性进行验证.

滑块机构下高旋弹头的逆系统设计方法

建立了滑块机构下高旋弹的姿态方程,采用逆系统方法对非线性模型进行了解耦控制研究,得到了完整的状态方程,分析了基于逆系统理论解耦的可行性,推导出状态反馈后的a阶伪线性系统和内环控制算法,而后用极点配置原理设计了外环PID(Proportional Integral Derivative)控制律,形成了完整的闭环控制结构,最后的仿真表明:滑块机构和逆系统方法对高旋弹的姿态控制是有效的,且PID控制律的引入使得此方法更易于工程实现。

有限元计算方法中时间步长的Newmark处理

本文采用有限元方法和Newmark方法相结合,对求解问题的空间部分用有限元离散处理,对时间部分用Newmark方法进行变换,从而对动力学问题进行计算.分析了叉指换能器的电极上的电荷分布情况与外加电压激励的关系,并对计算结果进行了分析.

利用辅助线(圆)设计偏置式曲柄滑块机构的新方法

在分析偏置式曲柄滑块机构几何关系的基础上,提出了一种利用辅助线(圆)设计该机构的新方法.实例表明,该方法不仅简单、明了、实用,而且便于分析辅助条件(曲柄、连杆、偏距)之间的变化规律.

锚固岩质边坡震后位移实时动态Newmark滑块位移法

Newmark滑块位移法在计算锚固岩质边坡震后位移时,一般假设边坡屈服加速度系数为定值,没有考虑在地震时程中因滑块下滑引起的锚索轴力实时动态变化对边坡屈服加速度系数的影响。基于拟静力模型,针对典型锚固岩质边坡,考虑锚索轴力实时动态变化对边坡屈服加速度系数的影响,推导出锚固岩质边坡在地震作用下锚索实时轴力、边坡实时屈服加速度系数和震后位移计算公式,提出了锚固岩质边坡震后位移计算的实时动态Newmark滑块位移法。结合算例分析表明:随着滑块位移的增加,锚索实时轴力和边坡实时屈服加速度系数会相应增大;实时动态Newmark滑块位移法较传统Newmark滑块位移法计算的震后位移要偏小,且两者之间的差异会随着边坡整体稳定性的提高而逐渐减小。实时动态Newmark滑块位移法弥补了传统Newmark滑块位移法未考虑锚索轴力实时动态变化影响的不足,可为地震作用下锚固岩质边坡稳定性分析提供参考。

Newmark模型的修正以及地震触发崩塌滑坡危险性区划方法研究

大量实震资料表明,地震触发崩塌滑坡是造成道路工程损毁的主要原因。以Newmark滑块模型为理论基础的Jibson边坡永久位移预测公式,是目前唯一可以从坡体变形损伤微观指标和坡体整体破坏概率来评价地震触发崩塌滑坡危险性的方法。经"5·12"汶川地震实震资料检验,Jibson方法计算值小于坡体实测位移值,理论分析发现,滑块模型未考虑滑动面抗剪强度在地震作用过程中的衰减效应,是导致计算值偏小的主要原因。鉴于此,通过对滑动面岩土体的有效内摩擦角和有效黏聚力添加衰减系数的方法,修正Newmark滑块模型;在此基础上,参考Jibson边坡失稳概率模型的方法框架,利用汶川地震实震资料,建立了以面密度为区划指标的地震触发崩塌滑坡危险性区划判据;并利用"4·20"芦山地震实震资料对区划方法的正确性进行了检验。该方法不仅可预测同震崩塌滑坡的严重程度,而且还包含了反映震后山地灾害孕灾环境变化的信息,可为高烈度地震山区道路选线设计提供科学依据。

Newmark方法求解二阶常微分方程Hopf分支等价性

考虑一个带有参数的二阶常微分系统,对其线性化方程的特征方程根进行分析,研究系统平衡点的稳定性,得到系统产生Hopf分支的充分条件。利用Newmark方法将系统离散,分析离散系统特征方程根的分布情况,确定方法中的参数,保证对任意的步长离散系统存在Neimark-Sacker分支。证明在离散系统Neimark-Sacker分支存在的情况下,原连续系统具有Hopf分支。数值仿真验证了结果的有效性和适用性。

偏置曲柄滑块机构尺度确定的又一种方法

本文用简单易行的平面解析几何方法来确定曲柄滑块机构连杆和曲柄的尺度