煤层底板导升突水机理研究

为了进一步认识底板突水破坏机理,将底板隔水层简化为弹性梁,在考虑承压水作用的情况下,运用材料力学理论计算得出采场隔水层底界面由压缩区向卸压膨胀区过渡的岩体最易发生损伤破坏。在此基础上,运用损伤力学理论分析给出了临界损伤变量Dc。运用断裂力学理论建立断裂力学模型,并给出采场隔水层承压水导升裂纹端部应力集中系数的计算公式。最后,从损伤断裂能量角度对裂纹扩展进行了分析,通过简化参数,建立了形成初始宏观裂纹损伤断裂能量释放率计算公式,并分析了初始裂纹损伤断裂能量释放率与其各影响参数的关系,可为底板突水预测预报研究提供理论依据。

均布荷载作用下两端固支梁的弹性力学解析解

根据弹性力学平面问题的基本理论,采用半逆解法,求出了两端固支的单跨超静定梁在均布荷载作用下的应力和位移解,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.

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.

锥形杆应力公式的讨论

锥形杆在拉(压)、扭、弯时,平面假设不成立,严格地说,用材料力学的方法给出的应力公式不能用,而应该根据弹性理论给出其应力的计算公式.本文就锥形杆在拉压与扭转以及锥形梁在集中力作用下弯曲时,分别用材料力学和弹性力学的方法给出应力公式并加以讨论,同时对材料力学给出的结果及误差进行分析.

弹性地基复合曲梁抗弯力学性能研究

针对曲梁结构在弹性地基作用下的抗弯力学性能进行了研究,讨论了内外径之比(Ri/Ro)对层间正应力和平面内正应力的影响。在此基础上,研究了由两种不同材料组成的复合曲梁,确定了平面内正应力中性轴的位置,考虑其内外表面处应力为零、层间正应力及位移在厚度方向连续的边界条件,求解纯弯曲载荷下复合曲梁的层间拉应力和平面内拉应力解答,进一步讨论了两种材料的不同体积分数、材料参数和放置位置对于复合曲梁应力的影响。此外,本文可推广适用于多层不同材料组成的复合曲梁,为解决实际工程中矩形截面复合曲梁强度,尤其是层间强度提供了有效方便的计算方法。

不同温度下裂纹悬臂梁的模态和疲劳寿命分析

基于扭转弹簧模型和修正Paris公式,提出了一种在不同外界温度下含初始裂纹悬臂梁的疲劳寿命估算方法。在模态分析过程中,通过弹性模量引入温度模块,利用扭转弹簧等效该裂纹,将悬臂梁转化为由扭转弹簧联接的两段弹性梁;推导出不同温度下含裂纹梁固有振型的特征方程,分析温度和裂纹几何参数对裂纹梁固有频率的影响。在疲劳寿命分析过程中,利用复弹性模量引入阻尼损耗因子,基于修正Paris方程和同步分析法,考虑裂纹梁振动与疲劳裂纹扩展的相互作用,分析温度、阻尼和悬臂梁根部区域裂纹几何参数对裂纹梁疲劳寿命的影响。结果表明:随着裂纹相对位置的减小以及裂纹相对深度的增大,裂纹悬臂梁的固有频率和疲劳寿命则逐渐降低;而外界温度的升高也会导致裂纹悬臂梁固有频率和疲劳寿命的降低;同时随着阻尼损耗因子的逐渐增大,裂纹悬臂梁的疲劳寿命也会逐渐增加。

集中荷载作用下两端固支梁的弹性力学解

根据弹性力学平面问题的基本理论,采用半逆解法,求出了两端固支的单跨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时参考.

采用和函数法对多跨深梁的研究

基于弹性力学的理论分析,提出用和函数法求解深梁问题,经过分析研究,证明了用和函数法对多跨深梁的研究取得了较为理想的结果。

双材料层合梁弯曲正应力的弹性解与试验分析

利用双材料层合梁弯曲时的轴向静力平衡方程,确定了双材料层合梁弯曲时中性层的位置,采用弹性力学方法推导出了双材料层合梁拉伸区及压缩区弯曲正应力的表达式。通过层合梁的弯曲应力试验,验证了弹性力学方法给出的双材料层合梁弯曲正应力计算公式的正确性。通过试验及理论计算可知:弹性力学方法计算结果、材料力学方法计算结果与试验结果基本吻合;弹性力学方法给出的层合梁弯曲正应力公式考虑了剪切变形对层合梁弯曲正应力的影响,所以弹性力学方法对测试点的计算结果大部分优于材料力学方法对测试点的计算结果。讨论分析表明,弹性力学方法推导出的双材料层合梁弯曲正应力公式计算结果与试验结果较为接近,可以在实际工程中推广应用。

均布荷载作用下悬臂深梁应力计算方法

通过建立力学模型,应用弹性力学中的半逆解法对均布荷载作用下工字形截面悬臂深梁的应力进行计算。考虑了弯剪耦合效应和剪力对弯应力的影响推导出工字形截面悬臂深梁的各应力分量的解析计算公式。结果表明:剪力使正应力增大,当跨高比减小或翼缘与腹板面积比增大时,剪力对弯应力的影响随之增大,并且这种影响沿跨长随剪力与弯矩之比同步变化,沿梁高与剪应力分布规律一致;悬臂深梁的剪力对弯应力的影响小于简支深梁的剪力对弯应力的影响,均布荷载作用下悬臂深梁的剪力对弯应力的影响小于线性荷载作用下悬臂深梁的剪力对弯应力的影响。该结果可为悬臂深梁的设计提供有理论基础的计算方法。

深孔平面钢闸门主梁应力计算方法研究

深孔平面钢闸门的主梁为均布荷载作用下的简支薄壁深梁。由于纵向纤维挤压和横截面翘曲及其相邻截面翘曲不同步,其应力至今无解析计算方法。通过将翼缘与腹板的割离分析和整体分析,建立合理力学模型,应用弹性力学方法求解,并考虑了弯剪耦合,推求出简支薄壁深梁的正应力、剪应力和挤压应力的解析计算公式。结果表明:剪力使正应力增大,这种影响随跨高比的减小而增大,随翼缘与腹板面积比的增大而增大,沿跨长随剪力与弯矩之比同步变化,沿梁高与剪应力分布规律一致。这为水利、土木及交通工程中薄壁简支深梁的设计提供了概念明确的理论计算方法。

弧门框架形式及其单位刚度比对主梁翘曲应力影响的研究

由于弧门主框架的作用使其主梁为超静定薄壁深梁,其内力不仅受框架形式的影响,还受主梁与支臂单位刚度比的影响。为了弄清该薄壁深梁翘曲应力随刚度比和框架形式的变化规律,引用工字形薄壁深梁应力计算的研究成果,针对主横梁式弧门的三种框架形式分析了单位刚度比及框架形式对其影响规律。结果表明:在跨中截面,剪力对翘曲应力的影响随单位刚度比的增大而减小,带悬臂的框架对翘曲应力的影响大于无悬臂;在支座截面,剪力对翘曲应力的影响随单位刚度比的增大而增大,带悬臂的框架对翘曲应力的影响小于无悬臂的。结果对弧门主梁应力计算及相关规范的制定有参考价值。