用单元算子法求变截面梁的变形

本文依据梁单元位移算子法求变形的理论，建立两个不同截面尺寸连接的梁单元位移关系，导出求变截面梁的节点位移的通用方程为工程技术提供一种简单，实用又有可靠精度的变形计算方法。     

结合梁板单元的位移模式研究

提出了一种考虑梁板相对滑移和板剪滞效应的结合梁板单元.以矩形板中面4个结点的结点位移、板梁结合面3个点的相对滑移和板中线上3个点的剪滞翘曲位移作为单元的基本自由度,构造了板和梁的位移模式.其中以板的位移模式为主,梁的位移模式则根据板和梁之间的变形协调条件来确定.通过一个钢-混凝土结合梁试验模型的计算,结果表明,根据提出的结合梁板单元得到的结果与试验值和常规有限元的结果较为吻合,说明了此方法的可靠性.     

板桁组合结构分析中的板梁单元

为了能合理和方便地分析板桁组合结构的受力性能,将纵、横梁视为混凝土板的加动梁,建立考虑板梁共同作用和相对滑移板梁单元、无共同作用和过渡区的板梁单元.其中,将矩形板视为单元的基本部分,梁视为附属部分,即以矩形板4个结点的结点位移以及每条板梁结合面(有钉区)中线上的3个相对滑移自由度作为板梁单元的基本自由度,以构造板和梁的位移模式,由此得到板梁单元的单元刚度矩阵.     

Laplace变换——有限元法计算结构动响应

利用Laplace变换，采用与静弹性相比拟的方法，导出了频域中有限元法公式。并利用一组满足频域中弹性运动方程的通解作为单元的位移函数，获得了频域中矩形单元的刚度矩阵。作为实例对梁的动响应进行了计算。     

平面梁单元的非节点连接方法

为了在平面梁单元范畴内解决钢筋混凝土结构的建模问题,将钢筋与混凝土视为不同的单元,在分析平面梁单元内任一点位移的基础上,根据位移协调条件,利用虚功原理建立了钢筋单元与混凝土单元不需要通过节点连接的非节点连接方法.该方法能够比较方便地模拟工程结构中构件含加劲材料、构件截面在不同阶段变化等复杂组合和连接问题.算例考察了钢筋混凝土梁的位移和加固问题,验证了方法的可行性,演示了在使用上的便利.     

平面连杆机构梁单元的横向位移函数及长度划分

本文运用谐波分析和机械振动的理论,首次论证了机构梁单元横向位移函数采用位置的五次多项式的合理性,给出了相应单元长度划分的准则公式。作为算例,文中列举了一曲柄摇杆机构的数值结果。     

框架结构稳定分析的多参数空间梁单元

引入跨中竖向位移，采用多参数确定空间单元位移函数，并用子结构法消去竖向位移参数，推导空间梁单元几何刚度矩阵及考虑跨中竖向位移后的固端力增量。本法对空间框架进行稳定分析，计算量没有增加，精度却有较大提高。     

Nonlinear analysis on the reinforced concrete multi-T girder based on the solid and degraded composite element

根据实体退化壳单元理论,推导单元的位移场,建立钢筋混凝土多梁式T梁的实体退化组合单元模式,其中纵向受力钢筋采用空间杆单元处理,并推求了其对实体退化组合单元刚度矩阵的贡献。采用Ottosen四参数屈服准则,考虑混凝土的材料非线性,以及通过V.Karman假设考虑了结构的几何非线性,分析几何非线性对此结构的影响。典型算例分析表明:考虑双重非线性的钢筋混凝土多梁式T梁的实体退化组合单元的计算结果与试验资料吻合良好;当偏载加载时,加载端边梁的受力钢筋应力发展较为迅速而首先达到屈服应力,其余各主梁的受力钢筋应力依次发展,直至结构破坏;对于钢筋混凝土多梁式T梁类实体结构,材料非线性效应明显,但几何非线性效应在一定范围内可以不计入。     

基于实体退化组合单元的钢筋混凝土多梁式T梁非线性分析

根据实体退化壳单元理论,推导单元的位移场,建立钢筋混凝土多梁式T梁的实体退化组合单元模式,其中纵向受力钢筋采用空间杆单元处理,并推求了其对实体退化组合单元刚度矩阵的贡献。采用Ottosen四参数屈服准则,考虑混凝土的材料非线性,以及通过V.Karman假设考虑了结构的几何非线性,分析几何非线性对此结构的影响。典型算例分析表明:考虑双重非线性的钢筋混凝土多梁式T梁的实体退化组合单元的计算结果与试验资料吻合良好;当偏载加载时,加载端边梁的受力钢筋应力发展较为迅速而首先达到屈服应力,其余各主梁的受力钢筋应力依次发展,直至结构破坏;对于钢筋混凝土多梁式T梁类实体结构,材料非线性效应明显,但几何非线性效应在一定范围内可以不计入。     

三维纤维梁单元增量非线性有限元分析

以三维连续体介质力学和虚位移原理为基础,推导了增量更新拉格朗日(UL)列式,此列式中保留了大位移增量刚度矩阵项,并对此刚度矩阵进行修正使其成为对称矩阵.根据增量UL列式,推导出小应变、大位移、大转动三维纤维梁刚度矩阵.该梁单元的刚度矩阵考虑了复合材料非线性、大位移、大转动高度几何非线性.该单元采用平截面假定,忽略剪切变形的影响,以轴线节点的位移表示截面上任意一点位移.根据以上理论编制了分析程序,通过对几个算例分析,证明该方法的精确性、通用性.     

用单位阶梯函数求解变载荷梁挠度的方法

依据单位阶梯函数的性质,通过分析不同载荷下连续梁的弯矩方程特点,用单位阶梯函数建立了梁的弯矩方程,并进一步推导出连续梁挠度的统一方程。该方法求解过程规范,利于编程实现电算化,有助于分析计算连续梁的内力。     

平面梁单元的温度应力

介绍了能量原理在结构矩阵分析方面的原理及应用。以虚位移原理为理论依据,采用MATLAB符号运算的方法,分析了平面梁单元在荷载及温度变化影响下的单元刚度矩阵。计算表明:该方法在形成和求解由平面梁单元组成的工程结构时,具有较大的速度优势及良好的程序可读性。     

矩形截面直梁弯翘分析的七自由度单元法

利用七自由度单元的有限元法,当考虑弯曲与剪翘时,对矩形截面简支短直梁进行了内力和变形计算,同时与弯曲和剪翘时的解析解结果进行对比,比较表明,对于静定简支梁的内力,两法的数值具有相同的不变值;另外还对简支短直梁有限元弯曲解和两跨连续梁有限元法的弯曲解与解析弯翘解的结果进行了对比。说明采用七自由度单元的有限元法进行矩形截面简支梁的弯翘分析,有很高的精度,可以代替繁琐的解析解。     

钢筋混凝土连续梁的变形计算

为比较准确地确定钢筋混凝土连续梁纵向各点的挠曲变形 ,在总结工程实践中计算梁跨中挠度方法的基础上 ,提出计算连续梁纵向挠曲线的共轭梁法 ,此方法考虑了连续梁刚度沿梁长变化及相邻跨荷载对挠曲线的影响。与单位力法相比 ,基于计算机的共轭梁法一次就能够求得连续梁的挠曲变形分布曲线 ,并能迅速得到其最大挠度     

面向抽油机节能的GRNN过程建模及工艺参数优化

针对抽油机系统效率低,能耗大的问题,提出一种基于数据挖掘的抽油机建模及节能优化方法。抽油机的工艺参数理想与否是决定抽油机效率的一个重要因素,而抽油机模型的有效性又是优化工艺参数的关键。抽油机工作过程是一个复杂非线性系统,很难用准确的数学模型描述,广义回归神经网络(generalized regression neural network,GRNN)非线性映射能力强、容错性高,适于解决非线性系统建模问题。为此,提出利用GRNN确定工艺参数与增产节能指标的映射关系,建立抽油机模型;实验结果表明模型的拟合度较好,建模效果良好。紧接着,运用具有智能特性的Pareto向量评价微粒群算法(vector evaluated particle swarm optimization based on pareto,VEPSO-BP)对模型进行搜索寻优,确定工艺参数的最优值,并用优化后的工艺参数指导实际生产;实验结果表明优化后的抽油机采油系统产量提高6.6%以上,用电量降低4.1%以上,验证了所提方法的可行性和有效性。     

应用CAD方法对高滑差电机驱动游梁抽油机性能的分析

近几年,我国研制了一种超高滑差异步电机(Ultra—High Slip Motor),用于驱动游梁式抽油机。本文根据试验与试用中的问题,从理论上做了深入的分析。应用CAD方法,显示出多种特性参数曲线,表明高滑差异步电机驱动的各型抽油机具有较佳工况。并通过对抽油机曲柄运动规律的优化,可确定最佳的滑差率,从而可节省电能,提高工效,增产原油,延长抽油装置使用寿命,从而获得较大的经济效益。     

可重构游梁式抽油机的设计和仿真分析

借助于可重构制造系统的基本思想 ,论述了可重构抽油机的基本概念、特点及可重构的理论依据 ,并对可重构抽油机的关键环节模块的划分思路进行了探讨。给出了模块划分方案 ,分析了可重构游梁式抽油机的拼装特性。为了对可重构抽油机的性能进行验证 ,提出了将虚拟样机技术应用于抽油机的可重构设计 ,并利用虚拟样机技术软件ADAMS对APIC 32 0D 2 5 6 12 0抽油机进行了运动学和动力学分析 ,验证了虚拟样机技术应用于可重构抽油机设计的可行性。利用游梁式抽油机的可重构设计 ,可以实现抽油机的模块化生产 ,用户可根据需要对抽油机进行重构 ,从而实现了对抽油机传统生产和使用理念的变革     

游梁式抽油机减速器平均效率的测量

游梁式抽油机减速器的平均效率是分析抽油机动态性能的重要工作参数，用常规方法很难对减速器输出轴转矩瞬时值进行连续测量，所得到的只是平均转矩，其测试结果也有误差．本文介绍了用ＮＥＣ公司生产的ＮＫ－７６９０遥测仪同步测试电机、抽油机曲柄轴转矩，用测速电机测电机转速的方案，最后算出一冲程内电机及减速器输出轴功率，再用积分法算出二者在一冲程内的功则可算出减速器的平均效率．本文提供对２种工况的测试结果     

抽油机平衡的若干问题之讨论

讨论了游梁抽油机的平衡准则与二次平衡问题，认为均方根扭矩最小准则有时不如上下冲程峰值扭矩相等准则的平衡效果好，提供了均方根扭矩与平衡参数的关系式．文章证明了［２］所提供的平衡新方法与均方根扭矩最小准则等价，论证了欠平衡比过平衡节能．指出二次平衡并不是新概念，讨论了二次平衡应考虑的问题．文章最后就液压抽油机的功率回收平衡方式发表了看法．     

游梁式抽油机自动调平衡机构设计与分析

在油井生产过程中为提高游梁式抽油机采油效率、降低能耗,需要对抽油机的平衡状态进行定期检查并及时调整。针对现有游梁式抽油机机械调平衡方案存在的丝杠承受载荷大、润滑条件差、易卡砂、结蜡、腐蚀,等缺点,提出一种新的机械自平衡机构。设计了关键的锁紧机构,建立了锁紧机构的拉格朗日运动微分方程;该机构利用平衡块自身重力驱动,通过平衡检测装置控制电磁铁实现机构的解锁、落锁功能,达到自动调整游梁式抽游机平衡的目的。抽油机调平衡机构的研究对改善现有抽油机动平衡,节能降耗,增加使用寿命具有重大意义。