最小耗能原理及其验证和应用前景展望

对文证明了“任何耗能过程都将在与其相应的约束条件下，以最小耗能的方式进行”这一重要结论，并将此重要结论称为最小耗能原理，文中还以电能消耗问题、塑性力增量理论问题和力学强度问题等样实例，对该原理的正确性作了验证，并对最小耗能原理的应用前景作了讨论。     

缺陷体的强度分析理论

本文用损伤力学方法研究缺陷体的强度分析理论，给出了以（６）式表示的缺陷体强度分析理论最一般形式的基本方程组，并介绍了一种求解上述问题的计算模型。     

青藏铁路旱桥冻胀力的弹塑性分析

假设土体在冻结前已固结完毕,冻结过程中土体为具有弹塑性本构特征的各向同性体,土中的水分迁移符合达西定律,且土颗粒不可压缩。在给出冻土温度场、水分场基本方程及冻土弹塑性本构方程后,应用弹塑性有限元法,模拟旱桥施工过程。依次求出旱桥在围岩自重作用下的初始应力场、当前应力水平下围岩的温度场和体积膨胀引起的等效节点荷载,再求出上述荷载增量对应的应力增量和当前的围岩应力场,重复上述计算步骤直到规定年限。本文对青藏铁路旱桥单桩冻胀过程中在未来20年的应力场进行模拟计算,结果表明旱桥仅在靠近桥桩底部产生塑性应变,且塑性应变区很小,该旱桥是安全的。另外,本文提供分析寒区旱桥冻胀的理论与数值计算方法,可为类似工程设计提供参考。     

钢梁承载潜力的自适应分析

自适应分析研究超出弹性极限的重复载荷作用下结构的弹塑性行为。与其他塑性理论相比,自适应理论的分析结果更逼近结构塑性破坏的实质。以日本某桥为例,以增量分析法为基础编制有限元程序,采用Timoshenko弹塑性分层梁单元模拟连续实腹钢梁桥结构,进行其在重复载荷作用下自适应行为分析。结果表明:随活载系数的增加,结构依次经历全弹性承载、自适应和塑性增量破坏3个阶段;按自适应理论分析,该梁能够承受的最大活载是设计活载的2.804倍;可见,对于按容许应力法设计的旧有钢桥,自适应分析能极大地挖掘其承载潜力。     

PC斜拉桥的时变分析———确定性分析

通过对现有各种理论的研究和比较，认为Ｔｒｏｓｔ－Ｂａｚａｎｔ提出的“按龄期调整的有效模量法”是适合于ＰＣ斜拉桥分阶段施工特点的收缩徐变计算理论。根据该理论推导了新的增量形式的时变方程式，通过编程运算，可以将结构在各个阶段有节点力和位移的增量在一次运算中求出。同时还选用了目前广泛采用的多种收缩徐变模式进行了比较计算，认为ＢＰ－ＫＸ模式较适合于ＰＣ斜拉桥的时变分析。并通过对运营１３年后的红水河铁路斜拉     

桥梁结构极限承载力分析的截面内力塑性系数法

基于U.L列式单元增量平衡方程，提出了一种建立钢筋混凝土梁单元弹塑性刚度矩阵的新方法-单元节点截面内力塑性系数法，并编制了相应的计算程序。用该方法计算了两个大型单拱面预应力混凝土系杆拱桥模型。结果表明，理论计算结构极限承载力与试验结果良好接近。     

散体道床流变力学特性的研究

针对铁路散体道床在轨道平面中存在的特性，通过系统地实验研究和理论分析，提示道床的弹、粘、塑性等流变力学性质，建立合理的道床流变理论模型的本构关系，为进一步探讨无缝线路的受力变形特性打下基础。     

超大断面地铁车站暗挖方法数值模拟优化

超大断面地铁车站暗挖法方案的比选应统筹工程地质条件,周边环境要求以及初始地应力等因素,目前尚未有全面考虑以上因素的优化设计理论。结合青岛地铁2号线环城南路站暗挖工程,基于弹塑性力学理论,对两种开挖方法下围岩应力场、位移场进行有限元计算,以围岩塑性区面积、地表沉降以及洞内收敛变形为优化评价指标对计算结果进行优化分析。分析结果表明:基于弹塑性力学理论的有限元方法能够较为准确地反映工程实际情况;对超大断面硐室开挖采用多开挖面,可以实现及时初支并封闭围岩的开挖方案,与传统的双侧壁导坑法相比,可以有效减小围岩塑性区分布,降低地表沉降量和洞内围岩收敛变形。优化结果对类似超大断面硐室施工具有一定参考价值。     

车辆吸能部件的薄壁结构碰撞研究

保证车体的塑性大变形破坏限制在非载人区，实现车体结构合理的变形顺序和符合要求的大变形模式是决定车体吸能能力和控制减速度的关键。由于结构的变形模式决定了其大变形的力学特性及吸收冲击动能的能力，为了得到具有良好力学特性的吸能结构，需要对各种结构塑性大变形模式进行研究。本文用数值计算方法研究了几种典型薄壁结构在撞击时的变形模式和力学特性，通过薄壁结构的计算分析，最后以设置“伪”塑性铰的方法设计了正弦形状薄板并进行了撞击分析。研究结果表明该结构具有较好的力学特性和稳定的变形模式。     

吸能型连梁装置吸能部件结构设计及有限元分析

吸能型连梁装置的工作原理是在强震作用时通过将楔形块挤入吸能管使其发生弹塑性变形来吸收能量。吸能部件的设计是实现缓冲性能的关键。首先根据吸能部件的构造形式提出了其结构设计参数;在此基础上,运用塑性力学理论中的主应力法推导了吸能管的缓冲荷载理论计算公式;最后建立了吸能部件有限元模型,验证了理论计算公式的正确性,并分析了吸能管扩径变形的基本特征。     

考虑锚杆加固时围岩较大屈服情况下应力应变非线性解

针对锚杆加固条件下围岩产生较大屈服的问题,通过建立锚杆加固塑性区径向和环向的等效弹性模量计算方法,充分考虑锚杆加固对塑性区弹性应变增量的影响,并基于广义Hoek-Brown强度准则与有限差分原理,提出应力增量法并求得注浆锚杆加固下应变软化围岩弹塑性应力、位移和塑性区半径的数值解.通过与已发表结果的对比,同时结合现场实测...     

支持向量回归在轮轨Hertz弹性接触计算中的应用

空间轮轨接触是铁道车辆系统动力学仿真对象模型中的重要柔性环节，基于材料线弹性假设的Hertz理论，可以给出两弹性体一般接触的复杂的隐式非线性关系.支持向量回归是统计学习理论中提出的新一代学习算法．轮轨接触计算可以使用它离线学习到一个显式的非线性关系．其逼近精度和表示复杂度可得到很好的折中．有利于铁道车辆系统动力学仿真的在线计算，     

产生谐波的装置及其接入电网的条件

这篇报告概述了试图用作设计产生谐波的工业负荷与公用电力系统连接基础的一些原理，目的是为工程实践提供指导，对用户保证良好的供电质量。但是，提出的方法有必要建立在一定简化假设的基础之上，同时，不能保证坚持这一方法将防止故障的产生，有灵活使用这种方法的需要，建议的联结形式是否能被系统接受一般取决于相关的公用电网。     

带板托预应力钢—混凝土连续组合梁抗裂度计算

根据文中的基本假设，推导了带板托预应力钢－混凝土连续组合梁的抗裂度计算公式及简化计算公式，其公式形式上能与现行的混凝土结构抗裂度计算公式相协调。经过计算统计，提出了简单实用的带板托钢－混凝土组合梁负弯矩区截面塑性系数表，其计算结果与11片预应力钢－混凝土连续组合试验梁的实测结果吻合较好。研究成果已应用于工程设计。     

按能量原理建立强度理论的新探索与展望

现有的强度理论都是建立在通过实验观察破坏现象而提出的，各不相同的假设基础之上，缺少一个理论框架，本文提出按最小耗能原理来建立力学强度理论，并按此思路导出了Ｍｉｓｅｓ屈服准则和一个新的强度准则，以上工作表明，有可能针对不同材料在屈服或破坏时的不同耗能机制，在一个统一的理论框架下，按同一模式建立起与之相应的屈服或破坏准则，从而形成一个新的强度理论体系。     

浅埋隧道穿越明城墙理论沉降变形值的研究

我国现阶段经济及科技的高速发展为现代化大型隧道工程的建设提供了优越条件。现有控制标准的研究主要围绕保证建构筑物的耐久性展开,而从结构自身所受内力情况这一角度出发,对结构进行全面系统的分析,进而得出控制标准的研究较少。本次研究就以山西省龙城高速公路某隧道工程为依托,针对其断面大、埋深浅、土层性质差,并且穿越一级保护文物(明城墙)的特点,将建筑物转化为弹性地基梁力学模型;结合Peck沉降槽理论并借助多种力学假定及经验公式对力学模型加以优化后,给出控制截面处的内力公式;根据材料力学中弹塑性理论对公式进行推导,最终给出具有可参考性和理论依据的沉降标准值。     

铁路机车车辆轴承清洗技术的研究与探讨

本文从清洗方式，压力水清洗的力学原理，清洗设备的结构形式及清洗液的利用方面探讨机车车辆轴承的清洗技术，并简单介绍了以此理论而设计使用的设备。     

桥上列车脱轨的力学机理、能量随机分析理论及其应用

总结了国内外现有桥上列车脱轨研究中的主要问题。基于物理概念，提出了桥上列车脱轨的力学机理，进一步提出了桥上列车脱轨能量随机分析理论，其主要内容包括：列车脱轨几何准则；能反映轮轨接触状态及相对位移的列车桥梁时变系统空间振动方程组的建立；此系统横向振动激振源的确定；此系统随机横向振动的计算方法；评判列车是否脱轨的能量增量准则。计算了6个桥上列车是否脱轨实例，计算结果均与实际符合，证明这个理论有一定正确性。     

抗滑桩加固岩质边坡稳定性的数值模拟分析

抗滑桩与边坡土体之间的相互作用十分复杂,而目前常采用的有限元数值分析方法,一般只是得出边坡位移、塑性区,无法给出相应的安全系数。本文采用抗剪强度折减有限元法,对含有抗滑桩的边坡进行三维数值有限元分析,利用FLAC3D软件,从安全系数、位移量、最大不平衡力、剪切应变增量及速度矢量等参数分析抗滑桩对岩质边坡的加固效果。     

轨道车辆碰撞能量吸收装置原理及结构设计(续完)

3 车辆碰撞纵向设计载荷与变形的关系 通过对以上各种元件和结构的极限状态的塑性分析，可得到它们的塑性功，塑性功是不可逆的，需要消耗与之相当的能量(外力功)。可根据一定的条件和要求，将它们应用于防撞车辆结构设计中，在车辆发生碰撞事故时，用以吸收冲击动能，这为防撞车辆设计提供了可靠、简便的分析方法，也为其发展提供了扎实的理论基础。