板形计法的定义及实验应用

板形测控数学模型、解析板形刚度理论和板形板厚协调规律的综合称为板形计法。采用两种实验方式验证了板形计法的正确性和实用性,其一是通过轧铝板实验,计算轧机板形刚度和轧件板形刚度,由实测铝板凸度验证板形刚度方程;其二是由CVC板形控制热连轧机实测数据,用离线计算自适应系数的方法验证板形测控数学模型。     

考虑微凸体弹塑性过渡变形机制的结合面法向接触刚度分形模型

摘要： 基于粗糙表面微凸体变形的连续性和光滑性原理,研究了在法向载荷逐渐增加时的粗糙表面单个微凸体弹塑性过渡变形机制,提出了考虑弹塑性过渡变形机制的结合面微凸体微观接触模型,建立了法向接触载荷和法向接触刚度的数学模型;基于分形几何理论,建立了结合面法向接触刚度的分形模型,并对结合面法向接触刚度进行仿真计算.结果表明：在较小的塑性指数条件下,法向接触载荷与法向接触刚度近似呈线性关系;在较大的塑性指数条件下,法向接触载荷与法向接触刚度呈非线性关系;法向接触刚度随着分形维数和法向接触载荷的增加而增大,随着无量纲分形特征尺度系数的增大而减小;所得结合面法向接触刚度的仿真计算值与铣削加工和磨削加工条件下的实验值较吻合.     

一种结合面法向接触刚度计算模型的构建

摘要：
为了预测2个固体粗糙表面接触时结合面的法向接触刚度,采用分水岭分割方法获得了粗糙表面三维微凸体的尺寸与空间分布;基于弹塑性接触理论推导出单对微凸体侧接触时接触载荷与接触变形的关系,并通过确定粗糙表面上每个微凸体的变形类型与接触载荷,计算了结合面的法向接触刚度.将计算结果与实验结果进行比较,验证了该方法的有效性.
关键词：
粗糙表面; 形貌; 侧接触; 法向接触刚度
中图分类号： O 343.3
文献标志码： A     

界面损耗因子与法向阻尼的计算方法

基于赫兹法向接触力学方程与分形几何学理论对界面法向接触刚度进行分析,在改进原有计算模型的基础上,推导出界面法向接触刚度、损耗因子和法向接触阻尼计算方程.结果表明,所提出的计算方法能够较好地预测法向接触刚度、损耗因子和法向接触阻尼的变化规律.减小分形粗糙度和增大法向接触荷载均会使得法向接触刚度增大,而且随着分形维数的增大,法向接触刚度呈现出先增后减的变化趋势;增大分形粗糙度和降低法向接触荷载都会使得损耗因子升高,且损耗因子随着分形维数的增大而呈现出先减后增的变化趋势,当分形维数趋近于2时,损耗因子收敛于某一定值;法向接触阻尼随着分形维数的增大也呈现出先减后增的变化趋势,且其变化过程出现了2个拐点.当分形维数低于第1个拐点值时,法向接触阻尼随着分形粗糙度的增加而增大;当分形维数超过第1个拐点值时,法向接触阻尼随着分形粗糙度的增加而减小;当D≤1.4时,法向接触阻尼随着法向接触荷载的增大而减小;当D1.4时,法向接触阻尼随着法向接触荷载增大而增大.     

基于改进响应面法的T型件抗拉刚度分析

研究钢节点或组合节点的刚度,通常采用EC3提出的组件法。T型件是组件法中一个重要的组件,但现有的T型件抗拉刚度计算公式过于复杂,且准确性不高。基于ANSYS有限元模型,通过析因实验和方差分析确定对T型件抗拉刚度有影响的主要参数;并根据理论分析确定响应面函数形式。最后,采用基于蒙特卡罗法改进后的响应面法对T型件抗拉刚度进行拟合,得到准确度较高且便于应用的T型件抗拉刚度经验公式。     

直线运动滚动导轨副的法向接触力学模型

借助赫兹点接触形成椭圆接触区域的计算机制,考虑外加法向工作总载荷和法向预紧力,构建了直线运动滚动导轨副的运动结合部法向接触力学模型;采用第一类与第二类完全椭圆积分解算了椭圆离心率。给出一个滚珠斜向下压缩力与外加法向工作总载荷的隐函数方程,并重点推出了单个滚珠法向压缩量、滚珠法向接触刚度、滑块总压缩量、滑块整体法向接触刚度的解析解。数值仿真结果表明:单个滚珠的压缩量随着沟道曲率半径系数的增加而增加;滚珠的法向接触刚度随着单个滚珠压缩量的增大而向上凸弧式增大,但随着沟道曲率半径系数的增大而减小;滑块的总压缩量随着外加法向工作总载荷或沟道曲率半径系数的增大而增大,但随着预紧力、每列滚珠总数或接触角的增加而减小;当外加法向工作总载荷远远小于最大外加法向工作总载荷时,可视滑块整体法向接触刚度为常值;当外加法向工作总载荷接近最大外加法向工作总载荷时,外加法向工作总载荷对滑块整体法向接触刚度有显著影响,滑块整体法向接触刚度随着外加法向工作总载荷的增加而迅速减小;滑块整体法向接触刚度随着预紧力、每列滚珠总数或接触角的增加而提升,但随着外加法向工作总载荷或沟道曲率半径系数的增加而减小。结合部法向接触力学模型的建立将有助于分析直线运动滚动导轨副运动接触表面间的实际接触状态。     

基于RS-TOPSIS法的地下工程岩体质量评价

将逼近理想解的排序法(TOPSIS)运用于地下工程岩体质量评价问题中,选用岩石质量指标、岩石单轴饱和抗压强度、岩体完整性系数、结构面强度系数和地下水渗水量5个影响因素作为地下工程岩体质量评价指标.基于粗糙集理论(RS),通过计算评价指标与评判结果的粗糙依赖度确定评价指标的重要性.以广州抽水蓄能电站1期地下工程岩体17组实测数据和13组插值数据作为学习样本,依据单指标分类区间下限构造5个不同等级的典型样本,通过计算典型样本与正理想解的相对贴近度来确定分类区间,建立RS-TOPSIS地下工程岩体质量评价模型,并逐一对30组学习样本进行回检,正判率为96.7％.将建立好的评价模型运用于该电站2期地下工程岩体质量评价.研究结果表明:采用地下工程岩体质量RS-TOPSIS评价方法获得的结果与突变基数法、BP神经网络法以及支持向量机法评价结果相吻合,该方法具有工程实用价值,可以运用于地下工程岩体质量评价.     

增大截面法加固钢筋混凝土构件的正截面承载力研究

为了研究增大截面法加固钢筋混凝土偏心受压构件的正截面承载力,采用围套加固法和双侧加固法对不同截面尺寸的偏心受压构件进行承载力试验.应用ABAQUS软件对钢筋混凝土偏压构件的加载过程进行模拟.将实测结果、有限元计算结果与加固规范计算值进行对比.结果表明:实测值、有限元计算结果与《公路桥梁加固设计规范》计算值吻合良好;《混凝土结构加固设计规范》对于加固后大偏心受压构件新增纵向钢筋强度折减系数的选取较为准确,而对于小偏心受压构件的折减系数的选取偏于不安全,建议该折减系数的合理取值为0.8.     

悬索桥短吊索索力测试的探讨

因难以准确确定吊索的计算长度和抗弯刚度,按照公式法计算短吊索的索力误差一般较大。以新沟河大桥悬索桥吊索索力测试为研究背景,分析了吊索的边界条件、抗弯刚度、计算索长及线密度等因素对索力测试精度的影响,表明公式法的简化假设对短吊索不适用。介绍了有限元法分析吊索索力的方法,按吊索的实际尺寸建立有限元模型,首先识别出吊索的抗弯刚度,然后建立各吊索的索力—频率对应表格,查表即可得到实测频率对应的索力。该方法应用到新沟河大桥的施工监控,证明是一种行之有效的方法。     

盾构机总推力反算滚刀法向破岩力探讨

分析了盾构机掘进过程的受力状况,建立了盾构机滚刀法向破岩力与掘进总推力之间的量化关系,提出了利用盾构机实测总推力反算滚刀破岩力的方法与步骤.以广州地铁三号线北延段盾构掘进工程为例,验证了本研究提出的方法,计算结果与Rostami预测值具有一致性,并指出反算法向破岩力的关键在于盾构机外壳与周围地层的摩阻力计算,取决于盾构机外壳所受压力的合理估算及盾壳与地层摩擦系数和侧压力系数的正确选取.     

沥青混合料微观力学分析综述

针对当前沥青混合科研究方法的局限性，分析了国内外该领域的研究现状与存在问题。介绍了沥青混合料数字化方法及常用的力学分析方法。给出了运用微观力学方法研究沥青混合料的基本思路，即以二维和三维混合料数字图像为基础，数字重构沥青混合料微观结构，研究基于微观力学的沥青混合料集料接触模型，建立基于离散元的混合料微观空间结构的力学模型，应用离散元方法和微观力学理论分析该模型在劲度模量试验中的力学行为，进行沥青混合料劲度模量的虚拟试验。通过试验检验与校准，得出具有高可靠性、高精确度的劲度模量力学预估方法。     

非连续变形分析方法中一些控制参数的设置

非连续变形分析(DDA)方法是近年来发展起来的一种分析不连续介质力学的岩土工程数值模拟方法,该方法涉及到一些人为设定的控制参数,而这些参数会对计算结果产生一定的影响.通过实例分析,作者较深入地探讨了步位移、弹簧刚度及时间步的选取,认为对计算结果影响最大的是步位移,并进一步认为当步位移取值范围为0.1～0.002,弹簧刚度取值范围为20 E～100 E,时间步取值为0.01时不仅迭代速度快,而且对计算结果的影响可以忽略,这在DDA的理论研究及实际应用中均具有重要意义.     

有限元单刚矩阵计算的神经网络法

固体力学有限元计算问题可以采用神经网络进行实时求解，神经网络可用改进的Ｈｏｐｆｉｅｌｄ网络。求解之前必须确定信号网络的联接权矩阵（相应结构刚度矩阵）。分析了单元刚度矩阵的组成，提出用ＢＰ网络来实现单刚矩阵的实时计算方法。分别用传统有限元法和ＢＰ网络法求解了一三角形单元的单刚矩阵元素，结果表明ＢＰ网络法计算具有实时性，精度满足工程要求。     

从误差传播论数值计算的设计算法

在数值计算中每一步都可能产生误差,而一个问题的解决,往往要经过成千上万次运算,实际研究中不可能每步都加以分析。因此,要掌握运算次数的多少,运算过程是否符合规律,需要记录的中间结果的多少就必须找出比较简洁、误差比较小、花费时间比较少的计算方法。文章从控制误差的传播和积累的角度提出几种简单的算法,有助于计算结果的可靠性并防止误差危害现象的产生。     

施工模拟中分步建模法的改进实现方法及应用

针对当前分步建模法存在的刚度矩阵修正和新增结构定位等问题,提出了将每个施工阶段分为初始时刻和结束时刻进行分析的方法.在此基础上,提出了钢结构施工过程分析中结构刚度矩阵修正的新方法.同时,针对新增构件定位及结构位形定位问题,提出了修正设计位形定位法.最后,对现有分步建模法的实现方法进行了改进.基于Matlab软件平台,编制了改进分步建模法的计算模块,模拟分析2层刚架结构的施工过程,并与状态变量叠加法、生死单元法、一步成型法进行对比.结果表明,本文的刚度矩阵修正方法及修正设计位形方法正确、有效、计算精度高.     

强夯加固的动态有限元法分析研究

在动态形函数的基础上,提出了强夯动力计算机的动态有限元单元法,建立和推导了相关的有限元公式。该方法克服了以往一般有限元法计算强夯动力问题是无法考虑加固土质振动特性等缺点,能较实际地反映强夯加固的动力特性。     

散状物料转载冲击载荷的DEM仿真

依据离散单元方法,应用DEM仿真软件对转载过程进行计算机仿真.针对当前采用DEM方法尚不能做到微小颗粒的计算,通过对颗粒粒度为75,100,150 mm的对比计算,得出颗粒粒度在50~300 mm范围内与实际运行条件比较接近.提出了采用冲击系数来表征冲击的大小,该参数可以在不同的落料高度、颗粒大小等差异情况下对冲击效应进行比较,通过计算机仿真得出了单个颗粒和颗粒流的最大冲击力和冲击系数,较好地反映了颗粒流冲击的效应.根据颗粒作用在输送带上的法向力趋于物料重力的结果,验证了计算结果的正确性.     

从误差传播论数值计算的设计算法

在数值计算中每一步都可能产生误差,而一个问题的解决,往往要经过成千上万次运算,实际研究中不可能每步都加以分析。因此,要掌握运算次数的多少,运算过程是否符合规律,需要记录的中间结果的多少就必须找出比较简洁、误差比较小、花费时间比较少的计算方法。文章从控制误差的传播和积累的角度提出几种简单的算法,有助于计算结果的可靠性并防止误差危害现象的产生。     

钢筋混凝土构件非线性有限元分析

本文对原有的通用结构分析程序NONSAP进行了修改扩充,形成了单增荷载下钢筋混凝土构件的非线性有限元分析法.本方法对混凝土采用非线性正交平面等参单元,在材料模型中计入了拉裂、受拉强化、裂缝面上的剪力传递和压应变屈服等混凝土特性;对钢筋采用弹塑性三向连杆单元;引入三向非线性联结单元以模拟钢筋和混凝土之间的相互作用.数值计算采用初始刚度和切线刚度的合混型增量迭代法;在材料破坏时计入了不平衡力的重分配.本方法的计算结果和试验结果符合良好,表明了该程序的可用性.