离散化边界方程法在二维电磁散射问题中的应用

本文将基于电流为测度子的两个场分量表达的离散化边界方程法应用于散射体表面得到表面离散化边界方程,并将这种方法应用到二维理想导体横磁波散射问题的求解中,该方法可对散射体表面任意一点的电流进行直接的独立求解,求解的矩阵阶数远远小于矩量法矩阵的阶数,因此特别适合并行计算。数值计算表明：该方法所得的计算精度高于相同网格尺寸下电场积分方程和磁场积分方程的矩量法解,为电磁散射问题网格尺寸下电场积分方程和磁场积分方程的矩量法解,为电磁散射问题提供了一种精确高效的分析方法。     

柔性层状路面应力和位移场的边界元分析

为研究任意形状分布的各种荷载作用下柔性多层弹性路面应力和位移的性状分布特点,利用层状材料的广义Kelvin基本解,建立了边界元分析方法.结合广义Kelvin基本解与边界元方法,建立柔性层状路面边值问题的边界积分方程,对于核函数中出现的奇异积分做了解答.该方程中不舍在层状材料交界面上的积分,可求解任意形状分布各种荷载作用下的多层弹性体系应力和位移.算例分析表明:该方法可以获得较高的计算精度;由于采用了层状材料的广义Kelvin基本解,该方法能处理力学参数沿深度方向任意变化的柔性路面.     

边界元法在汽车变速器齿轮弯曲变形计算中的应用

建立了汽车变速器齿轮弯曲分析的数学模型，并利用边界元理论，建立了相应的边界元模型用该模型计算分析了某轻型变速器的齿轮的弯曲变形，结果表明，此法为分析和模拟汽车变速器齿轮弯曲问题提供了一种途径。     

非连续边界荷载影响下隧道围岩压力计算方法

浅埋隧道施工中经常面临堆载、孤石等工况，为了确定其形成的非连续边界荷载对围岩压力取值的影响，以隧道上覆岩体破坏迹线建立压力模型，将堆载、孤石按照作用范围、位置等效为均布或者集中边界荷载，以其随岩体深度变化及偏压情况为条件，按照太沙基理论建立轴对称边界荷载影响下围岩压力微分方程，以非连续边界荷载和为条件求解方程，将求解的压力值与附加弯矩在半无限空间体中产生的应力组合，形成非连续偏压边界荷载影响下围岩压力计算方法。通过与拉林铁路隧道群围岩压力监测值的对比，验证模型的可行性。得到以下结论： 1）非连续边界荷载在岩体分布的有效长度可作为围岩压力计算方法的选取依据。2）在非连续边界荷载影响下，围岩压力取值与隧道衬砌不同位置的角度呈线性关联。3）将孤石等效为集中或者均布边界荷载，2种围岩压力计算值存在一定的偏差，压力差值与隧道埋深有关；当埋深小于7 m时，将孤石作为非连续均布荷载的围岩压力计算值与监测值相近； 当埋深大于8 m时，将孤石作为非连续集中荷载的围岩压力计算值与监测值较为接近。     

基于位移释放系数的深埋圆形压力隧道力学行为的解析解

为解决含有孔隙水的可渗透岩层中隧道围岩的力学行为，采用复变函数法与Biot孔隙弹性理论相结合的方法，建立了一个基于位移释放系数的可渗透深埋圆形压力隧道的应力和位移的解析模型。根据应力应变本构方程及平面应变协调方程导出了应力函数的非齐次双调和方程。选取计算参数进行算例计算，并将计算结果与商业有限元软件的计算结果进行对比，两者基本一致。通过选取不同的隧道参数及远场应力比进行敏感性分析，发现隧道在软衬砌和硬衬砌条件下会产生较大差异的力学行为。位移释放系数和孔隙压力对围岩中的环向应力和径向应力有显著的影响。     

边界元法在汽车变速器齿轮弯曲问题中的应用

本文首先建立了汽车变速器齿轮弯曲分析的数学模型,并利用边界元理论,建立了相应的边界元模型;最后用该模型对某轻型车变速器齿轮的弯曲问题进行了分析计算。从而为分析和模拟汽车变速器齿轮弯曲问题提供了一种新方法。     

隧道衬砌外水压力确定的渗流场-应力场耦合模型研究

论述了国内外计算隧道衬砌外水压力的折减系数法和渗流场计算方法。分析了公路隧道围岩渗流场-应力场的耦合机理,并以此建立了计算外水压力的数学模型。同时提出了一种简化模型来表示两场的耦合本构关系,并给出了计算公路隧道衬砌外水压力的有限元方法步骤。     

三维非轴对称饱和土动力刚度矩阵

基于三维非轴对称饱和弹性土层动力响应分析的基本解，推导出有限厚饱和土层和饱和半空间精确动力刚度矩阵，再由层间内界面连续条件建立三维非轴对称分层饱和土体总刚方程。该方法不要求对土体自然层（有限厚度）作薄层离散，也可方便处理层内荷载的影响；总刚方程可直接用于计算边界元法中边界积分方程要求的影响函数（GREEN函数）。     

非饱和软土路基在长期荷载作用下的一维固结沉降研究

将Kelvin蠕变模型与Duncan非线性弹性模型串联为非线性粘弹性蠕变模型，来描述非饱和软土路基的本构关系。本构方程结合非饱和土有效应力方程和孔隙水压力与孔隙气压力控制方程，推导出非饱和软土路基在长期荷载作用下的一维固结-蠕变耦合方程，可以求解非饱和土路基任意时间任意位置的孔隙水压力、孔隙气压力。利用求得的孔隙水压力和孔隙气压力通过积分可求得路基的竖向沉降量，并结合工程实例对方程进行了验证。     

基于直线约束的道路线形设计通用方法

通过对道路平面线形设计导线法的进一步研究，提出了可处理任意线元组合的通用计算方法，建立了相应的计算模型，发展了导线法，使导线法与曲线型设计方法进一步结合，并应用于道路CAD中的动态平面交互设计，增加了交互手段，提高了满足实际设计需要的交互灵活性。     

基于整体模型的发动机主轴承壁强度分析

对采用局部模型进行发动机主轴承壁强度分析的不足进行了研究,提出了包含完整机体与主轴承盖的整体模型的分析方法。针对某直列4缸柴油机,根据标定转速与最大转速2个工况下主轴承载荷曲线选取曲轴危险转角,以危险转角下主轴瓦的油膜压力与燃烧压力作为工作载荷,进行了基于整体模型的主轴承壁强度分析。结果表明,整体模型法能够更真实地反映主轴承壁的受力情况,提高了计算精度。     

基于接触非线性的特大吨位球型支座有限元分析

支座是支承和连接桥梁上、下部结构的重要装置.它将上部结构的恒、活载传递给墩台,并根据计算假定适应或者约束上部桥跨结构产生的水平和转角变位.考虑到上部结构为钢桁架结构,球型支座不仅受力巨大且支点受力复杂.将常规放置在上方的球冠衬板倒置,支座水平滑移面从上方移至下方.根据支座结构和桥梁设计支座技术要求,建立支座有限元模型,运用接触分析更精确地对支座进行有限元分析.有限元计算结果表明,支座受力控制构件平面四氟板与曲面四氟板满足设计要求.     

具有扭转效应预应力连续箱梁的简化计算

该文结合工程实例,提出了具有明显扭转效应的预应力混凝土连续箱梁的简化计算方法,即将具有扭转效应的人行天桥由整体的空间模型简化为平面杆系模型进行计算,通过整体计算及简化计算结果的对比分析,表明该简化计算方法是有效可行的,可满足工程设计的安全性及精度要求。     

车用发动机润滑系统最低润滑油供给量研究

以某1.8VVT发动机为研究对象,建立了发动机润滑系统计算模型和轴承动力学模型,对主油道压力、轴承处润滑油流量、轴承轴心轨迹、最小油膜厚度等参数进行了计算分析。通过计算轴承、凸轮和VVT系统等润滑系统关键部件的润滑油压力需求,获得了润滑系统在不同发动机转速下的最低润滑油压力,该计算结果可为润滑系统设计提供理论依据和边界条件。仿真计算结果表明:发动机润滑系统进油压力对轴承润滑的最小油膜厚度基本没有影响;原润滑系统供给润滑油的液压功率实测值超出理论需求值,最高可达72%,原润滑系统存在发动机中高转速工况下供油过量的问题。     

曲线地段非埋式桩板路基设计与计算方法研究

横向稳定性与抗变形能力是曲线段非埋式桩板路基的重要计算指标,深入分析这种结构的设计与计算方法十分必要。基于现有的简化计算方法,建立非埋式桩板结构的整体式平面计算模型,探讨了曲线段桩板结构的荷载力系,提出了其设计流程与计算方法。实践证明利用该设计计算方法可有效地获得满足工程精度要求的计算结果。     

排桩内支撑支护结构深基坑冠梁侧压力分布分析

冠梁在侧压力作用下,基坑支护结构将产生不同于刚性挡墙的水平位移,特别是在有支撑的基坑,将产生拱现象,引起土压力重新分布,因此传统设计中采用的矩形均布荷载分布形式不符合工程实际情况。结合武汉市某深基坑排桩内支撑支护工程现场监测数据与现象,总结出内支撑系统的冠梁位移变化规律;利用ANSYS有限元软件,运用平面整体分析法对内支撑平面框架进行数值模拟计算,计算时考虑了位移对土压力分布的影响。结合现场监测数据和现象,得出结论：采用梯形分布形式对支撑系统进行设计相对合理,而采用传统矩形分布形式进行设计偏于不安全,采用三角形分布形式进行设计则偏于保守。     

带竖井长大公路隧道火灾通风的CFD分析

针对带竖井的长大公路隧道,建立了隧道火灾物理、数学模型,并运用CFD的方法进行数值求解,用连续方程、动量方程、能量方程及气体组分方程描述其气流流动状态。并采用受浮力影响的湍流模型方程,选取秦岭终南山特长公路隧道作为计算模型,分析了不同通风风速下,隧道与竖井内的速度场和温度场,从而较全面地了解隧道和竖井内的火灾特性和烟气发展规律。分析表明3 m/s的通风风速对于防止出现回流,缩小火灾影响范围是比较理想的。     

基于能量法的桩柱式高桥墩-桩基结构稳定性分析

在深入研究山区高桥墩—桩基结构屈曲机理基础上,首先,根据工程实际及桩柱式高桥墩—桩基结构平面受力模式,确定出符合工程特性的框架结构简化计算模型,其次,通过研究其失稳模式及内力计算方法,求得考虑高桥墩—桩基轴向变形的转角—位移方程,并结合能量分析方法建立桩柱式高桥墩—桩基结构平面内稳定性分析方法,然后,框架结构平面外受力特点确定出其稳定性分析力学模型,进而建立出考虑竖向荷载与水平荷载共同作用时高桥墩—桩基结构平面外稳定性分析方法,工程实例分析表明,考虑高桥墩与桩基共同作用的框架结构稳定系数比高桥墩框架结构稳定系数低,符合工程实际,表明了本文所建立方法的合理性与可行性。     

双竖井送排式通风方式的数值解析及运营经济性研究

以流体力学为基础,建立了公路隧道双竖井送排式通风方式的流量平衡方程和压力平衡方程。基于二分法数值求根方法，提出了流量平衡方程数值解的求解过程，并对迭代计算过程中初始试算值的界定、计算约束条件的选取作了介绍。以二分法为核心算法，采用面向对象的编程语言VBA (Visual Basic for Application，以下简称VBA)编制了“双竖井送排式与射流风机组合通风方式”计算程序（以下简称通风计算程序），该程序已经在多座公路隧道的通风系统设计中得以应用，并取得了良好的效果。最后从经济风速和设备运营控制两个方面，介绍了提高运营通风经济性的策略和措施。