矿山岩体分级中点载荷试验的力学分析

为了研究岩石的弹性刚度与岩石力学特性的内在关系,该文在对380块岩石样本进行了点载荷的载荷与变形试验的基础上,从理论上分析了载荷与位移的基本关系,概化了其载荷位移的3种过程模型,并对其进行了刚度和回归分析,得到了点载荷试验的刚度是一重要的岩石力学参数的结论。对进一步揭示点载荷试验的应力应变关系和刚度分析做了有益的探索。     

阶跃载荷作用下弹塑性杆的动力屈曲

对一端夹支、一端固支在阶跃载荷作用下弹塑性杆的动力屈曲进行了理论分析和数值计算.用Matlab对控制方程进行数值求解,给出了临界载荷与临界长度的关系,研究了强化模量对临界屈曲载荷的影响.     

刻槽局部削弱对细长压杆临界载荷的影响

研究了刻槽局部削弱对细长压杆临界载荷影响的问题.采用能量法推导出了考虑刻槽局部削弱对细长压杆的临界载荷计算公式,讨论分析了刻槽对细长压杆临界载荷的影响,并给出了细长压杆临界载荷计算需考虑刻槽削弱影响时的条件.     

有侧移对称变截面刚架屈曲临界载荷优化算法

目的针对一类具有侧移的对称变截面刚架屈曲临界载荷求解问题,探讨稳定位型下临界载荷的数值优化算法,并提出基于非线性微分方程边值问题的刚架结构临界载荷优化求解算法.方法从立柱起点条件出发,以待求临界荷载、结点弯矩为设计变量,以结点满足连续和边值条件构造目标函数,应用VB语言编制优化程序对算例进行分析计算,并通过ANSYS有限元软件进行仿真对比.结果横梁长为2l,柱高为l的等截面刚架的临界载与仿真结果相对误差为1.99%;变截面单梁门式起重机的临界载荷与仿真结果相对误差为2.22%,算法结果与仿真结果相对误差满足精度要求,证实了笔者所提算法的正确性和有效性.结论笔者所提临界载荷优化算法实现了以较少设计变量对临界载荷的高精度计算,为工程中刚架结构稳定性问题的研究提供了参考.     

匀速移动载荷激励浮冰层大幅响应的临界速度

从弹性薄板振动微分方程和势流理论出发,基于二维傅里叶积分变换方法,建立了匀速移动载荷作用于弹性浮冰层的位移响应和临界速度的理论计算模型.通过数值计算获得了浮冰层的位移响应和移动载荷的临界速度,分析了水深、冰厚、载荷强度、载荷半径等因素对位移响应和临界速度的影响.计算结果表明:基于奇点法和能量法获得的临界速度具有很好的一致性;冰层的位移变形随载荷速度的增加先增后减,在临界速度时达到最大;水深的增加导致临界速度和位移变形增加,冰层厚度的增加导致临界速度增加,但位移变形减小;移动载荷强度的增大或载荷半径的减小虽然使冰层的位移变形增加,但对临界速度的影响很小.     

点载荷作用下煤岩体的破坏特性

为了了解点载荷作用下岩石的破坏特征,通过理论分析和数值模拟对点载荷作用下岩石破坏特征进行分析,得出点载荷作用下的应力分布规律,在加载点周围岩石所受的力接近压应力,但在距加载点一定距离以外的范围内,岩石受到了垂直加载轴方向的弹性拉应力,其在试件内部分布均近球状。试件的形状对其应力分布影响不大。最后分析了点载荷作用下岩石破坏机理.     

压杆稳定临界载荷的拟合算法

探讨了弹性杆在压杆稳定实验中的Euler稳定性和临界载荷,提出了由实验数据进行曲线拟合测算临界载荷的拟合算法,并利用Matlab进行实现.最后分析了拟合计算结果与Euler公式计算临界载荷的相对误差.     

一端固定一端铰支压杆临界载荷的级数计算方法

探讨细长压杆的临界载荷计算问题。介绍了采用试验计算方法计算压杆临界载荷,针对试验计算方法比较繁琐问题,以一端固定一端铰链连结压杆为研究对象,提出压杆临界载荷计算的级数展开方法,得到了计算压杆临界载荷的实用计算公式。为研究压杆稳定性和计算临界载荷提供了理论依据。     

面内载荷作用下功能梯度板动力屈曲

基于Kirchhoff薄板理论与Vogit应变假设,用Hamilton原理,得到面内载荷作用下材料物性参数服从幂律分布的功能梯度板动力屈曲控制方程。联合使用分离变量法和试函数法,获得了功能梯度板在满足边界条件下的动力屈曲临界载荷解析表达式和屈曲解。数值计算讨论了功能梯度板的几何尺寸、梯度指数、屈曲模态阶数以及材料构成对临界载荷的影响。结果表明:功能梯度板的动力屈曲临界载荷随临界长度的增大呈指数式下降,随厚度的增大而增大,随梯度指数k的增大而减小,且k值在区间(0,1)内对临界载荷影响较大。动力屈曲临界载荷随构成材料的弹性模量、泊松比以及模态阶数的增大而增大,且弹性模量影响较为明显。面内载荷越大,越容易激发功能梯度板产生高阶屈曲模态。边界条件对功能梯度板的屈曲模态影响较大。     

一类薄壁变截面刚架对称临界载荷稳定问题优化算法

目的研究一类对称载荷下的单跨刚架临界载荷优化算法,探讨薄壁变截面刚架临界载荷的数值计算方法,以弥补解析解求解困难的缺陷.方法通过刚架结构拆分,运用差分方法将平衡状态下非线性微分方程离散化.以每段钢架的每个离散点挠度、柱脚弯矩和临界荷载为设计变量,构造包括未知临界载荷的目标函数,基于Fortran-PowerStation集成开发环境,编写无约束优化算法程序,通过等截面与变截面梁刚架具体算例进行验证.结果优化结果满足规定精度,证实了算法的适应性.结论算法考虑工程中变截面薄壁刚架结构稳定性问题,具备很好的实用性,可为工程结构临界载荷求解提供新的思路.     

大型圆弧形拱管稳定和振动分析

圆弧形拱管是常用的跨越构筑物,本文分析了在垂直向下载荷作用下圆弧形拱管的临界载荷计算问题;计算了全跨、半跨载荷作用下的临界载荷;而且计算了侧向临界载荷,并且计算了圆弧形拱管固有频率;为圆弧形拱管的设计和计算提供了依据。     

杯形件压延承载能力和极限压延系数确定

对平底杯形件压延成形的承载能力和极限压延系数的计算进行了分析讨论，对比了承载能力的四种不同算法，给出了各因素的影响程度．承载能力和极限压延系数的两个经验公式，简单准确，可推广运用于生产实际及工艺、模具的设计中。     

非对称Y型岔管抗外压稳定性分析

利用拱轴圆弧临界荷载理论讨论了岔管环向稳定性,并与相应圆柱管的抗外压临界荷载进行定性比较;用非线性有限元屈曲分析法,对岔管和相应圆柱管的抗外压临界荷载进行了量化比较;通过加劲环间距、管壁厚度对岔管临界荷载与相应圆柱管临界荷载比值的影响分析得出,岔管的抗外压临界荷载与其几何参数有关,不一定总是大于相应圆柱管临界荷载值.     

斜直井眼中钻柱侧向屈曲的研究

利用能量法，推导了斜直井眼中钻柱的侧向屈曲临界荷载．在力学模型中，考虑了钻柱自重和井斜的影响，给出了斜直井眼中钻柱侧向屈曲临界荷载的一般形式．对于给定截面尺寸的钻柱，临界荷载是钻柱长度的函数，且随井斜角的变化而变化．在确定实际钻柱的临界荷载时，要充分考虑井眼的具体情况．讨论了发生高阶屈曲的条件，所得结果可供工程计算参考．     

非理想边界拱的面内失稳模式与屈曲荷载

将拱结构中既非固结也非铰支的非理想边界考虑为沿不同方向的具有一定刚度的弹性约束,利用变形几何关系和能量变分原理推导了拱的非线性平衡方程.以圆弧拱为例建立了径向均布荷载下外荷载与结构内力、径向位移之间的关系,通过定义拱的深浅参数和临界约束刚度进行分析并得到了跳跃屈曲、分岔屈曲等的发生条件及存在区间.本文方法所得屈曲路径和屈曲荷载与有限元法所得结论吻合良好,且用数值法分析了不同约束刚度时的屈曲路径和临界荷载.结果表明,临界深浅参数和临界约束刚度对圆弧拱的屈曲模式及屈曲临界荷载影响显著.     

单轴对称截面压杆考虑剪力滞效应的临界荷载

以单轴对称工字截面压杆为对象,针对截面几何尺寸不同的上、下翼缘分别设定相应的剪滞翘曲函数,利用能量变分原理并结合微分方程组降阶法,推导了单轴对称截面压杆考虑剪力滞效应的临界荷载的闭合解,由此考察了欧拉临界荷载公式的可靠性和适用条件.结果表明,欧拉公式高估了薄壁压杆的临界荷载;翼缘惯性矩与全截面惯性矩之比和跨宽比对临界荷载有一定影响,其中后者的影响更明显;欧拉临界荷载公式只适用于跨宽比较大的压杆.     

单轴载荷作用下对称正交铺设层合板的脱层屈曲研究

用里兹法确定在单轴载荷条件下具有单一脱层的对称正交铺设层合板脱层屈曲的临界屈曲载荷。脱层区域假定为椭圆形状,同时研究脱层部分的厚度、半轴比和子层角对于临界屈曲载荷的影响,分析预见的临界载荷与已有结果基本吻合。     

水平阶跃荷载作用下框架结构动力稳定性研究

讨论了利用时程分析研究动力稳定性的具体思路和分析方法,通过算例分析得到了阶跃荷载作用下框架结构动力稳定临界荷载,并研究了阻尼对动力稳定性临界荷载的影响规律．     

钢结构用的大直径圆钢管非线性稳定分析

为确定大直径中空夹层砼柱中内钢管的稳定性能和临界荷载,对5 m长的圆钢管开展了有限元特征值屈曲分析,获得屈曲临界荷载。在此基础上,采用弧长法对圆钢管进行了非线性失稳分析,考虑了几何和材料双重非线性的影响,得到了圆钢管结构整体稳定的全过程荷载-位移曲线以及单元的应力分布图。应用两倍弹性斜率法和双切线交点法求得临界荷载,与理论计算结果相比稍高,可以看出理论公式计算结果是偏于安全的。最后提出了圆钢管抗失稳的四点措施。