基于围岩二次应力特征的单跨四车道高速公路隧道合理拱墙高跨比的解析计算

以京沪高速公路济南连接线浆水泉双向八车道隧道为工程背景,分析了扁平隧道洞周围岩二次应力σ_θ的分布规律;数值模拟了6种断面GK1～GK6的隧道高跨比m与σ_θ的关系,其中:GK1为设计断面,GK2～GK3由2个椭圆组合形成,椭圆交接处位于三心圆在墙脚处的公切点,GK4～GK6为不同高跨比的椭圆;以隧道最不利部位拱顶σθ由压应力转为拉应力作为围岩稳定性控制基准,对单跨四车道高速公路隧道的拱墙高跨比m_1进行了分析。研究表明:从最大跨度处直到跨中处,σ_θ在数值上逐渐减小,且洞室越扁,最大跨度处的σθ越大,跨中处的σ_θ越小;跨中处出现受拉应力还是受压应力取决于m的取值范围;影响扁平隧道洞周围岩二次应力σ_θ的主要因素是拱墙高跨比m_1;提出了单跨四车道高速公路隧道的合理拱墙高跨比m1R值,即在满足隧道净空要求的前提下,Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩m_(1R)应分别小于0.420～0.490、0.365～0.420和0.280～0.365。     

山洪冲击角度对路基冲击力分布规律影响的试验研究

为了研究山洪流体以不同冲击角度θ冲击路基时路基的受力分布状态,开展了室内模型试验。在试验路基面板上14个测点布设了动态应变系统及高清摄像仪,选择5个冲击角度θ=15°、30°、45°、60°和70°模拟山洪冲击;分析了路基受山洪冲击作用的冲击力-时程(F-t)曲线;结合高清摄像仪纪录的视频资料,研究了山洪冲击角度θ对路基所受冲击力F分布的影响规律。结果表明:以5个不同冲击角度冲击路基的山洪,在流经流通区弯道处,均有明显的超高,且路基上部及右部测点出现了阵流现象;当冲击角度θ=15°时,山洪冲击力最大,山洪最先冲击路基下部的测点9,最后冲击右上部的测点13;无论哪个冲击角度,山洪最大冲击力F_(max)均出现在靠近沟口的路基下侧处,且有F_(max,15°)F_(max,45°)F_(max,30°)F_(max,75°)F_(max,60°);山洪冲击角度θ对路基平均冲击力F_m的分布有着很大的影响,且有F_(m,15°)F_(m,30°)F_(m,75°)F_(m,45°)F_(m,60°)。     

宽翼缘T梁剪滞效应分析的改进方法

为使剪滞翘曲应力满足轴向自平衡条件，选取了新的翼缘板纵向翘曲位移模式．采用三个独立的广义位移w(x)，U(x)，θ(x)对宽翼缘薄壁T梁的剪滞效应进行能量变分法分析，建立了关于w(x)，U(x)，θ(x)的基本微分方程及边界条件．计算体系总势能时考虑了剪力在剪切变形上作功．得到的基本方程表明，剪滞效应与剪切效应彼此独立．数值算例表明，按本文方法计算宽翼缘薄壁T梁的应力和挠度，能大幅度提高计算精度．文中还对常用的剪滞翘曲位移模式进行了评价．     

东风9型内燃机车车体的强度与刚度分析

本文在分析东风_9型内燃机车车体结构及载荷特点的基础上,建立了其计算模型,并用有限元法对机车车体进行了刚度和强度校核,提出了各种工况下许用应力的确定方法。     

D38型钳夹车端盖和连接螺栓强度的应力分析

D38型钳夹车的端盖及其连接螺栓的强度直接影响D38型钳夹车的使用安全．本文根据这种夹车在运输货物的实际受力情况，科学地选择应力的静态与动态点，测出应力值，对该车的端盖与其连接螺栓的强度进行了检算，并将计算结果和实际运输的有关试验数据进行对比分析。结果表明：目前使用的端盖和连接螺栓的最大动应力都小于设计的允许应力，端盖和连接螺栓的强度有充分的保证。研究工作为端盖运输方式的试验研究提供了理论参考，并为确保特种货物运输安全奠定了基础。     

大功率柴油机活塞环气环的强度有限元分析

针对柴油机的性能要求,结合活塞环第一道气环的理论参数,建立缸套、气环、活塞的简化模型;设置套装接触,对其强度进行了有限元分析.结果显示:最大套装应力σ'max=393.43 MPa,最大工作应力σmax=288.27 MPa均在许用安全范围之内.最后计算出活塞环热传导时的温度场分布,结果显示其导热性能良好,满足设计需求.有限元分析结果与理论计算结果相比一致,从而为活塞环气环的设计提供参考.     

公路隧道围岩压力与应力计算方法新探

以地球物理学的基本理论为指导，根据地球重力场的特点，探讨了隧道工程洞壁围岩侧压力的来源。以严密的理论分析为依据，指出了地应力产生的主要原因在于重力(即地心引力)：重力不仅可以产生竖向地应力，而且还可产生水平地应力。给出了重力所致竖向地应力与水平地应力的科学表达方式。通过计算实例证明了地下隧道水平地应力远大于其竖向地应力(这一点与实际情况是完全吻合的)：提出了隧道围岩压力与应力计算的一种新方法，给出了洞壁及拱顶压力与应力的计算公式，洞壁侧压力计算公式为P=m(θ2-θ1)。     

关于铁路钢桥的疲劳检算

本文对桥梁疲劳检算的下列新观点进行介绍: 1.不是最大应力σ_(max),而是应力脉σ_R是一个决定性因素; 2.全世界的疲劳试验资料和设计规范都应搜集,借能扩大我们对这一问题的知识; 3.不是一个标准列车活载,而是实际的列车活载谱应当用于桥梁疲劳检算; 4.用Miner的规则进行积伤计算,可以将列车活载谱换算为一简单的等效列车活载,并用之于疲劳检算。     

无连接加筋土挡土墙土压力分析

利用微单元体受力平衡分析，推导了无连接加筋土挡墙土压应力沿墙背非线性分布问题，计算比较了不同的填土参数，筋材长度，间距与强度等因素对土压力及其作用点的影响。     

螺纹深度和螺距对螺纹连接强度影响的有限元分析

螺纹连接是机械工业常用的零件连接方式,其强度对于保证零件连接关系的可靠性有着重大影响。为研究螺纹连接强度的影响因素,建立了3种不同螺纹深度和3种不同螺距以及3种不同载荷下的螺栓-螺母螺纹连接的有限元模型。从螺纹牙根部应力和螺栓轴向变形两方面分析了螺纹深度、螺距和载荷对螺纹连接强度的影响。结果表明,螺纹牙根部应力与螺纹深度、螺距皆成反比关系,而其与轴向变形均跟载荷成正比关系,为提高螺纹连接强度提供了一定的理论基础。     

溴代双Salamo型Zn(Ⅱ)配合物的合成、结构及荧光性质

结构新颖的Salamo型过渡金属配合物在配位化学、结构化学、立体化学以及光谱学等领域都有潜在的应用价值,目前已受到广泛关注.研究结构及性能更加优良的配合物,以期为后续的应用提供理论依据,首先制备出一种新的双Salamo型四肟配体H_4L,然后利用该配体与Zn(OAc)_2·2H_2O在乙醇和二氯甲烷的混合溶剂中反应,培养出了一个Zn(Ⅱ)配合物的单晶体:[Zn_3L(AcO)_2(EtOH)][Zn_3L(AcO)_2(H_2O)_2].通过元素分析、红外光谱、X-射线单晶衍射、Hirshfeld表面分析和DFT理论计算等手段对配合物进行了表征,发现该配合物有两个不同的结构单元,每个结构单元均由一个完全去质子化的(L)~(4-)单元、三个Zn(Ⅱ)原子、两个桥联的醋酸根离子,以及参与配位的溶剂分子(水和乙醇)构成.该配合物分子间通过氢键作用连接成超分子结构.通过Hirshfeld表面分析和DFT理论计算,表明配体H_4L转变成Zn(Ⅱ)配合物后结构更加稳定.在激发波长412 nm下,分别对配体及其Zn(Ⅱ)配合物做了荧光光谱测试,结果表明,形成配合物后荧光强度显著增大.     

锚杆静压桩在预制拼装桥墩中的沉降特性研究

在城市高架桥施工时,为减小桥墩及基础施工对道路交通的影响,可采用快装桥墩及锚杆静压桩施工工艺。以某快装桥墩锚杆静压桩基础为背景,针对桩基后压成桩的特点,研究了锚杆静压桩的沉降特性;分别建立了无桩承台和压桩后群桩基础2种工况的有限元模型,对比分析了上土层弹性模量E_1、下土层弹性模量E_2和桩侧摩阻系数f对基础最大沉降量s_(max)及桩土荷载分担比η的影响。结果表明:在无桩承台和压桩后群桩基础2种工况下,随着E_1及E_2的增大,基础最大沉降量s_(max)不断减小;E_1对无桩承台基础s_(max)的影响较大,E_2对群桩基础s_(max)的影响较大;随着f的增大,群桩基础的s_(max)及土体荷载分担比η_(soil)逐渐减小,但影响有限。     

板梁偏心连接结构有限元分析

为了合理处理列车车体结构分析中典型的板梁偏心连接问题,分别基于罚单元法和La-grange乘子法构造了板梁组合结构模型,将组合结构中相关节点对之间通过偏心关系建立的约束方程引入到平衡方程中,解决了梁单元因偏心连接而对组合结构总体刚度矩阵的贡献问题,并编制了求解板梁组合结构静强度计算问题的有限元程序。实例计算表明不但两种计算方法的计算结果吻合,而且其计算结果均与有限元分析软件ANSYS 9.0计算结果接近,位移误差在1%以内,应力误差在2%以内,分析表明二者均是处理板梁偏心连接组合结构的有效方法。     

基于HyperWorks的客车车身骨架强度分析与结构改进

以HyperWorks软件为分析平台,对某6 m长半承载式客车车身骨架进行有限元建模及多种工况下的强度计算,应力分析结果表明各工况下出现应力集中的部位大体一致,主要分布在车身骨架顶盖横梁与侧围焊接处以及左右侧围后部连接乘客座椅断开梁处。对局部结构进行加强并改进梁连接方式,消除其应力集中。     

用矩阵权函数分析基层底部混合型裂缝的应力强度因子

由于基层材料的变异性、基层干缩 (尤其是水泥基基层 )、温度应力、土基压实不够、施工和养护不当 ,以及混合型荷载等都会在基层形成混合型裂缝 ,这些裂缝很容易形成反射裂缝 ,因而分析基层混合型裂缝应力强度因子就非常有必要。根据能量准则、叠加原理、贝蒂互换定理等推导出用矩阵权函数计算混合型应力强度因子的方法。并分析了待定权函数系数的求法 ,即结合有限元计算混合型裂缝应力强度因子方法求出待定的权函数系数 ,继而得到了矩阵型权函数。并利用有限元检验得到的权函数 ,两种不同方法在不同荷载作用下的计算结果吻合得很好 ,表明该方法可行。并编制了相应的程序来实现上述理论 ,对研究反射裂缝扩展和工程应用非常有益     

密实砂土地基承载力性状分析与研究

通过对密实砂土进行一系列三轴排水压缩试验，探讨了砂土的峰值内摩擦角ψmax和剩余内摩擦角ψres随应力水平的变化规律。运用三轴试验以及离心试验结果，从数值上计算并分析了土的内摩擦角对承载力因数Nr的影响，承载力因数Nr随着基础尺寸增加而减小是因为土的内摩擦角随着应力水平增加而减小以及土的渐进破坏所致，实际内摩擦角值在ψmax和ψres之间。     

基于断裂力学的钢桥面肋-板接头疲劳寿命预测

为研究反复荷载作用下正交异性钢桥面中U型肋与桥面板焊接接头的疲劳性能,基于断裂力学基本理论,利用有限元方法,进行了肋-板接头的疲劳寿命评估.根据正交异性钢桥面与U型肋连接构造基本形式,利用有限元软件ANSYS建立了包含3个U型肋的正交异性钢桥面平面有限元模型;考虑肋-板连接位置处焊接细节的4种典型裂纹,计算了2个加载工况下各裂纹处等效应力强度因子,并分析了初始裂纹长度、桥面板厚度、U型肋高度和U型肋厚度对等效应力强度因子的影响规律;依据Eurocode 3规范中正交异性钢桥面肋-板接头加载模式,采用桥面板与U型肋连接构造二维有限元模型,计算得到典型裂纹的等效应力强度因子,建立了基于断裂力学疲劳扩展模型为基础的正交异性钢桥面肋-板接头的疲劳寿命预测方法.研究结果表明:基于线弹性断裂力学原理计算得到的疲劳寿命均大于Eurocode 3规范计算值,桥面板厚度选用16~18 mm及将初始裂纹长度控制在0.1 mm以下可有效地提高板-肋接头疲劳寿命.     

沥青层底裂缝几何函数和权函数分析

为了更好分析沥青路面的裂缝开裂问题，以裂缝面受均匀拉应力为参考荷载，利用有限元方法计算出不同沥青层底裂缝长度的应力强度因子，从而得到不同裂缝长度的离散几何函数值，再根据这些离散几何函数值，为沥青层底裂缝拟合出了3个几何函数F(a/b）。并利用另外两种荷载对这3个几何函分别进行了检验，用3个数根据汉函数理论计算出的应力强度因子和有限元计算出的应力强度因子在所有计算范围内都吻合得很好。利用这几何函数得到了裂缝所有计算范围的权函数，并绘图进行了对比分析。     

地铁车辆Mp车车体刚度及静强度分析

针对西安地铁一号线Mp车车体在各种工况下的刚度和静强度进行计算分析,并根据计算结果对该车车体结构进行了几处结构改进及相应的分析计算,确定了最终的Mp车车体结构.并应用有限元法对改进后的Mp车车体结构进行刚度和静强度的仿真计算分析,结果表明:该车体刚度和静强度均满足设计要求,各个工况下车体的最大应力值均未超过该点处材料的许用应力,并通过结果分析确定车体高应力区.     

外伸式端板连接M-θ关系曲线控制参数的研究

针对低、多层钢框架中常用的外伸端板螺栓连接节点的受力性能在以往的试验数据和数值仿真分析的基础进行了深入研究，在此基础上提出了采用极限模态控制法的三参数M—θ曲线方程，其计算结果与试验结果有着较高的吻合性，并可依据此方程，在知道连接节点的几何参数和材料性能的情况下计算出节点的M—θ曲线，为工程设计实践提供依据．