Element-free Galerkin method for free vibration of rectangular plates with interior elastic point supports and elastically restrained edges

The element-free Galerkin method is proposed to solve free vibration of rectangular plates with finite interior elastic point supports and elastically restrained edges.Based on the extended Hamilton＇s principle for the elastic dynamics system,the dimensionless equations of motion of rectangular plates with finite interior elastic point supports and the edge elastically restrained are established using the element-free Galerkin method.Through numerical calculation,curves of the natural frequency of thin plates with three edges simply supported and one edge elastically restrained,and three edges clamped and the other edge elastically restrained versus the spring constant,locations of elastic point support and the elastic stiffness of edge elastically restrained are obtained.Effects of elastic point supports and edge elastically restrained on the free vibration characteristics of the thin plates are analyzed.

基于非线性方法的核级双层容器及支承结构热棘轮效应研究

核级双层容器承担一回路压力边界和一回路冷却剂“纵深防御”包容的双重安全功能,是高温反应堆本体常用的一种结构形式。然而内层容器在瞬态工况下温度变化剧烈,内外层容器之间导热性能差,内外温差大,热棘轮效应是可能的重要失效机制。本文通过建立核级双层容器及支承结构轴对称有限元模型,使用非线性方法分析其在热-机循环载荷作用下温度、应力和应变的响应,研究棘轮效应分布的规律和特征。结果表明:热棘轮效应显著,是该类容器的主要失效模式;热棘轮敏感区域分布具有多点式的特点,在内外层容器不同部位均有涉及;危险区域的塑性应变累积行为主要出现在循环温度载荷的降温阶段,应变增量随循环次数的增加逐步稳定。结论指出热棘轮效应是核级双层容器结构设计必须关注的重点问题,所建立的非线性分析方法是解决该问题的有效手段。本研究可为核级双层容器热棘轮分析以及一回路工况参数优化设计和应变监测测点布置提供重要方法指导。

基于星点设计和响应面法的支架焊合件成形工艺优化

通过对焊合件的材料、结构及工艺进行分析,确定关键影响工序。对原冲压工艺方案进行多工序仿真模拟,并分析仿真结果,找寻产生开裂缺陷的原因。通过增加焊合件预成形设计和改变坯料的形状来改善工序间的载荷传递,建立以焊合件的最大减薄率和最大回弹量为优化目标,以冲压速度、摩擦因数、压边力和模具间隙为设计变量的响应面模型,结合二阶响应面法与DesignExpert,采用星点设计试验方法对支架焊合件的工艺参数进行优化,确定最佳参数组合为:冲压速度1263mm·s^(-1)、摩擦因数0.15、压边力598k N、模具间隙4.55mm。试产结果表明:通过预成形方案与优化工艺参数可以解决支架焊合件开裂及回弹问题。

基于有限元法的U型钢卡缆受力分析研究

随着煤矿开采深度增大,支护难度也成倍提升。U型钢可缩性支架被广泛地应用于深部矿山巷道支护。卡缆是U型钢可缩性支架的关键部件,其性能直接影响着U型钢支架的支护承载性能。在理论分析U型钢拱形支架在不同受载情况下的变形特点的基础上,借助ABAQUS有限元数值计算软件,分别研究了双槽夹板卡缆在圆弧形和椭圆弧形2种型钢搭接段滑移时的力学特性,并且分析了U型钢螺栓的受力特征,得到了双槽夹板卡缆对U型钢拱形支架的约束作用会受到搭接段曲率不匹配度的影响的结论,提出了控制U型钢失效的建议。对于确保地下工程U型钢支架的稳定支护具有重要意义。

沙曲二矿顶板注浆锚索支护与单元支架支护设计及应用

结合沙曲二矿的地质条件及工作面条件,通过现场调研,设计了沙曲二矿5号煤层5302工作面110工法中空注浆锚索支护与单元支架临时支护,并进行实践。现场应用结果表明,切顶卸压后采取注浆锚索支护与单元支架的临时支护技术,在距切眼0~200 m内,顶底板移近量及巷道两帮移近量逐渐减小,趋于稳定。顶板总体下沉量不大,底鼓量较大。留巷段前200 m两帮移近增量逐渐变小,巷道逐步进入稳定阶段,满足留巷要求,验证了本文提出的支护技术的可靠性。

基于改进区域生长法的洞室支护锚杆点云提取方法研究

针对施工期抽水蓄能电站地下厂房支护锚杆点云影响数据处理精度的问题,提出了一种基于反射强度改进区域生长算法提取锚杆点云的方法。通过分析锚杆表面曲率及反射强度特征,推导平滑及曲率阈值对提取结果的影响关系,确定基于反射强度的自适应阈值区域生长的改进方法,并通过采集洞室点云及提取支护锚杆点云分析该算法的提取结果。试验表明,该算法效率高,稳定性好,其提取点云簇准确率达98.09%,各簇锚杆的平均点云误提取率仅为2.61%。

改进哈里斯鹰优化算法在匹配地面点云孔洞修补中的应用

针对无人机匹配点云经地面点滤波后存在较多孔洞的问题,本文提出了利用改进哈里斯鹰算法优化最小二乘支持向量机修补地面点云孔洞。首先,利用八叉树结构法对滤波后的点云数据进行地面特征点提取;然后,采用非线性收敛因子和自适应逃脱概率策略对哈里斯鹰算法进行改进,并将其用于最小二乘支持向量机孔洞修补模型的参数优化。试验结果表明,与常规最小二乘支持向量机相比,组合模型的孔洞修补精度提高了34.3%,其稳定性也得到增强,具备一定的时效性和现实性。

特大桥大悬臂预应力混凝土盖梁施工支架方案研究

根据盖梁施工的复杂性和风险性,从盖梁支架方案的设计和选型角度出发,结合乌鲁木齐绕城高速(西线)工程PPP项目头屯河连接线特大桥大悬臂预应力盖梁施工,分别介绍了两种支架方案:(1)桁架式穿心棒法,其由传统的盖梁穿心棒法改进优化而来;(2)扇形托架支架方案,其由连续刚构桥梁0号块扇形托架改进而来。两种支架方案各有特点,均有效地解决了大悬臂预应力盖梁施工支架平台的搭设、拆除问题。与常规方案相比,大大地节约了工程措施费,保证了工程进度,所取得的经验可为后续类似工程施工提供借鉴。

满堂支架在桥梁工程施工中的应用

为了解决桥梁工程施工中常出现的荷载无法达到设计目标的问题,本文开展了满堂支架在桥梁工程施工中的应用研究。通过讨论桥梁满堂支架的选取与搭设、主拱圈施工立模标高的设置、拱圈混凝土的浇筑,提出了一种新的施工方法。通过实证分析,新的施工方法可以有效地促进结构荷载提升,进而提高桥梁稳定性。

不同位置四点支承矩形薄板的自由振动特性

研究不同位置四点支承条件下矩形薄板的自由振动特性.首先,在板结构模型的不同位置上引入横向约束弹簧,并设定人工弹簧的刚度值以模拟出四点支承的边界条件.然后,基于二维改进傅里叶级数表示结构的位移容许函数,其中改进部分的正弦附加项可解决以往位移函数在边界上可能存在的求导不连续问题.建立矩形板系统能量对应的泛函,令其取驻值建立线性方程组.最后,求解矩阵特征值问题得到点支承矩形板自由振动频率等参数,给出不同位置四点支承条件下矩形薄板的振动特性.所应用二维改进傅里叶级数法中,位移函数基于改进傅里叶级数展开时的附加项能够提高结果的精度和收敛速度.研究结果为不同位置点支承矩形板的自由振动问题提供一定的参考.

建筑工程高支模施工技术要点及应用方法研究

建筑工程施工在推进中国城市化建设进程方面,发挥着极为重要的作用。尤其近几年来,城市居民生活条件不断改善,人们对于建筑工程的施工质量控制也提出了更高的要求。高支模施工技术正是一种能够有效提高建筑结构稳定性,加强建筑工程施工质量控制的先进施工技术。论文重点针对建筑工程高支模施工技术要点及应用方法进行了详细的分析,以供参考。

大跨度桥梁拱肋悬拼时扣索索力和预抬量计算

扣索索力确定和标高预抬量计算是大跨度拱桥在采用无支架缆索吊装施工过程中的难点和核心问题,本文在原有的连续体弹性-刚性支承法的基础上,提出了改进的弹性-刚性支承法:即当前施工节段处的扣索模拟为刚性支承,对已施工节段的扣索模拟弹性结构,节段之间的连接考虑为转动弹簧。利用该方法可以有效地同时确定扣索索力和标高预抬量的计算,最后给出了相关工程算例予以验证。

点式安装玻璃幕墙在火灾中的破裂行为

使用500,mm×500,mm正庚烷池火作为火源,通过全尺寸实验研究了1,200,mm×1,200,mm×6,mm的点式安装玻璃在火灾中的破裂行为.实验记录并分析了裂纹起裂时间和扩展方式、热释放速率、玻璃中心点空气温度、向火面和背火面温度以及玻璃脱落比例.同时使用有限元分析法,模拟研究了点式安装玻璃幕墙受热时的热应力分布及起裂特性,得到玻璃在热载荷作用下的破裂行为,并通过应力分布分析了此类型玻璃幕墙破裂的内在致因.

单层平面索网玻璃幕墙结构地震反应分析

单层平面索网玻璃幕墙结构作为一种新型结构形式,以建筑造型美观,构件轻巧纤细,广泛应用于大型公共建筑中,其具有柔性大、阻尼小等特点。作为一种新型结构形式,目前对其地震反应特点和抗震原则缺乏了解。在采用振型分解反应谱法进行单层平面索网结构抗震设计时,会有多阶振型参与结构振动,高阶振型可能也需要考虑,这就需要给出一个选择主要贡献模态的判断标准。此外,单层平面索网玻璃幕墙由脆性材料的玻璃面板和没有明显的屈服台阶和强化阶段的索组成,目前我国抗震规范给出的三水准两阶段的抗震设计对其可能并不适用,需要对其抗震设计原则进行进一步的探讨。

点式支承玻璃建筑中金属连接件的简化设计方法

点式支承玻璃建筑近年来得到了广泛应用 ,但对其中的金属连接件还未给出承载力的设计公式 ,对连接件的试验研究和有限元分析也表明 ,连接件相对于玻璃板有很大的强度储备 ,还可以进一步优化其外形。基于理论、试验和有限元计算分析 ,给出了连接件在主要受力状态下的承载力简化设计方法。

无网格法在大地电磁正演计算中的应用

介绍无网格法的基本原理及二维大地电磁变分问题的无网格解法,对比3层介质模型相同数量节点下无网格法与有限元法计算精度的差异,研究支持域量纲为1的尺寸与高斯点数量对大地电磁场计算精度的影响,最后通过二维模型的计算进一步验证算法的有效性。研究结果表明：无网格法计算MT问题效果很好;在相同节点个数下无网格法精度比有限元法的精度高;支持域量纲为1的尺寸对其计算精度影响很大,较优值为1.0-1.2;高斯点数量对精度影响较小,2点高斯公式能满足精度要求。

单层平面索网幕墙结构的风振响应分析及实用抗风设计方法

单层平面索网玻璃幕墙结构是广泛应用于大型公共建筑中的一种新型结构形式,由于其具有柔性大、质量轻、阻尼小、自振频率低的特点,属风敏感结构。由于单索幕墙具有较高的几何非线性,本文采用基于随机振动理论的模态叠加频域方法进行了单索幕墙结构的风振响应分析。将模态叠加频域方法的计算结果和非线性时程分析方法的精确计算结果进行了比较,证明了该方法的准确性。并且本文通过分析各阶模态对单索幕墙结构风振响应的贡献,得到脉动风荷载下结构的振动以第一阶模态为主的结论。根据该结论本文采用频域方法推导了单索幕墙结构的位移均方差和索内力均方差的实用计算公式,同时考虑单索幕墙的结构特点提出了基于结构响应的单索幕墙结构实用抗风设计方法。

无网格法在点弹性支承矩形薄板横向振动中的应用

基于薄板理论和弹性动力学Hamilton原理的推广,采用无网格伽辽金法,建立了具有有限多个点弹性支承的弹性矩形薄板横向振动的无量纲量运动微分方程,给出了其特征方程。通过求解特征方程,得出了四边简支板的无量纲固有频率随点弹性支承的刚性系数和支承位置的变化曲线,分析了点弹性支承的刚性系数和支承位置对矩形薄板横向振动特性的影响。数值计算结果表明,无网格法求解点弹性支承板横向振动问题是切实可行的。

基于理想点法的液体静压支承系统多目标参数优化设计

利用多学科优化理论,以液体静压支承系统的结构最大位移最小、单元最大Von Misses应力最小为优化目标,以无量纲的材料弹性模量和油膜刚度作为设计变量,利用响应面方法,将满足结构强度和刚度条件的目标函数进行显式化,建立了以结构综合性能指标为目标的单目标优化模型,通过求解获得了提高系统力学性能的参数条件。本文的研究工作对于增强数控机床工作台的承载能力和性能,满足高精度的加工需求,推动先进制造业的自主创新发展,具有重要的理论意义和应用价值。

点支式中空玻璃承载性能的有限元分析

中空玻璃承受均布横向荷载时,外、内片与密封气体之间产生复杂的交互作用,现行规范(程)基本按抗弯刚度比例在外、内片玻璃之间分配荷载。本文使用有限元法,分析点支式中空玻璃在承受均布横向荷载时的结构特性,利用迭代计算精确地求解外荷载在外、内片间的分配比例,计算与实验测值吻合得较好。本文指出,宽厚比、中空层厚度等因素对于荷载分配比例均有较大影响,在某些情况下,直接承受荷载的外片可能承受绝大部分的荷载,规范(程)的设计方法仍值得商榷。同时,本文建议在设计中考虑中空层温度变化对承载性能的影响。