土壤稳定机械理论与计算(9) 第六讲 土壤稳定机械动力学过程的计算机模拟和参数优化

1 工作阻力的平均值及其在水平和垂直方向上的分力第四讲分析了土壤稳定机械转鼓切削土壤工作过程的力学规律,提出了用分段函数来描述切向分力变化规律的数学物理模拟方法.通过对这一分段函数进行曲线积分则可对转鼓切削土壤的功及功率进行预测.然而在进行土壤稳定机械实际设计时除了必须了解刀具工作过程的功率消耗外,还有必要了解工作阻力的全部特性,即这一阻力的平均值、作用点及其在水平和垂直方向上的分力.     

土壤稳定机械理论与计算 （3）

第三讲土壤稳定机械动力学1 旋转式工作部件工作过程的特点和工作阻力的组成与推土板、松土齿、铧式犁一类的平移式工作部件相比,旋转式工作部件的工作过程有着以下一些重要特点。1)与平移式工作部件的切土过程不同,旋转刀具的切削过程不是一连续的进程,而是一间歇工作的周期性过程。     

土壤稳定机械理论与计算(7)

2.3 旋转工作部件工作过程的数学物理模拟方法前述试验研究的结果充分证实了旋转刀具人土、稳定切削、纯粹抛土阶段的动力学过程服从于不同的物理规律,因而对它们采用分段模拟的方法来建立单刀工作过程的动力学模型是完全可能和合理的。考虑到稳定切削阶段在工作过程功率消耗中所占的主要地位,可以将稳定切削作为数学物理模拟的基础,并由此确定与前后阶段交接处的边界条件。这样,单刀工作过程的切向阻力P_τ随转角而变化的进程可利用三个不同性质的模型来加以模拟。数学物理模拟方法的任务就是要根据模型的不同性质分别采用直接物理模拟或相似     

路面铣削装置的刀具排列形式与切削阻力矩计算

路面铣削机械的滚动铣削筒上的刀具排列对铣削作业性能和效率都有很大的影响，本文在分析刀具排列图形及其参数的同时，对铣削装置的铣削阻力，阻力矩等计算进行了详细的分析。     

湿陷性土引起的单桩负摩阻力理论预测模型

利用Randolph的桩土相互作用模型,建立了单层和多层湿陷性土引起的单桩桩周负摩阻力的预测模型,推导了单桩负摩阻力的预测公式.利用此公式,只需知道土体的剪切模量和静载荷试桩桩顶的沉降,便可以方便地对湿陷性土引起的单桩负摩阻力的分布进行预测.     

土壤稳定机械理论与计算（8）：第五讲 土壤稳定机械的作业质量

土壤稳定技术是现代高等级公路基层和底基层修筑中广泛采用的加固和改良土壤的方法.土壤与稳定剂掺和的均匀性直接影响着稳定土的加固强度.当土壤和稳定剂拌和不均匀时,必然是一部份稳定土中稳定剂含量低于平均值,而另一部份稳定剂含量高于平均值.而稳定剂含量平均值则是由试验室内获得的曲线按照强度指标确定的最佳值,如图1所示(引自西安公路学院“石灰加固黄土的研究”).从图中可以看出西安黄土加固强度随石灰剂量而变化的关系,当令期180天时,最佳石灰剂量为15%.显然,石灰剂量偏离15%时稳定土强度将降低,例如     

轮式两栖车辆关键技术研究(二)

(2)具有可伸缩车轮的行驶系统行动装置产生的阻力占形状阻力的很大一部分,约占车辆在水中总阻力的一半,因此减少行动装置的阻力是提高两栖车辆水上速度的关键技术之一. 可伸缩式车轮技术是轮式两栖车辆的特有的技术,即可保证车辆路上行驶性能,又可减少车辆在水中行驶时行驶阻力.车轮缩放过程如图4、图5所示.当驾驶员按下陆上与水上行驶转换按钮时,悬架系统的减震器产生向外侧的力,同时车轮1的转向节臂锁打开,车轮在转向节臂2的引导下向上翻起,完全脱离水面.车轮收起时与发动机动力连接中断,同时发动机的动力转而驱动喷水推进器.当车辆从水面返回陆地时,转换顺序相反.为了防止驾驶员误操作导致车辆在地面行驶时收起车轮或者在水上行驶时放下车轮,悬架系统还加装了伸缩锁销,安装在转向节臂上.     

考虑桩土相对滑移的单桩弹性理论分析

以单桩的弹性理论法为基础,建立了考虑桩土界面产生相对滑移时的计算模型.采用Mohr-Coulomb理论计算桩侧的极限摩阻力,认为当桩侧摩阻力达到极限值时,桩土界面开始产生相对滑移,可采用迭代法对桩进行计算,文末通过算例说明了该法的可行性.     

偏心传动特种工具切槽的新方法

孔内环形槽的加工有多种不同的方法,我厂加工叉子耳孔的自动线切槽工位上采用的是偏心传动方法。产品尺寸如图1、刀具结构如图2。刀杆在主轴上的定位中心φd_2与刀杆自转中心一致,而与主轴回转中心的偏距为e。刀杆上的刀具定位中心φd_1在原始位置时与主轴回转中心重合,即与φd_2的偏距为e。因此,在动力头前进、切槽刀进入工件内孔时,刀杆位于原始位置,刀具外圆与工件内孔同心,随主轴以切削速度回转而不产生偏摆。当动力头     

沉降控制的单桩竖向承载力及其数值分析方法

通过对某大桥3根钻孔灌注桩静载试验结果的数据分析,拟定各层土桩侧阻力和桩尖土层端阻力的位移函数,并根据单桩荷载传递理论建立在竖向荷载作用下的桩土相对位移沿桩长分布的微分方程。最后利用基桩在各土层交接面处的力和位移的协调关系作为边界条件计算出微分方程的数值解,从而得出各土层在桩顶加载过程中的阻力以及桩土相对位移沿桩长的分布情况,为有效确定单桩竖向承载力和桩顶控制沉降量提供了分析数据。     

横向载荷作用下刚性桩上土反力分布规律研究

在抗滑桩等的设计中,桩上土反力分布的确定是最关键的,但这个问题一直没有被很好地解决。桩上的真实土反力由法向土反力、环向摩阻力及轴向摩阻力3部分组成。通过对刚性桩与土体的相互作用进行有限元分析,研究了不同载荷水平下,土反力各分量在环向和轴向上的分布规律。研究发现随着载荷的增大,桩周土是由上到下渐进屈服的。同时研究了法向土反力和环向摩阻力对平均水平土反力的贡献,发现环向摩阻力与法向土反力相比,对总水平土反力的贡献虽然小,但不能忽略。而且法向土反力和环向摩阻力与平均水平土反力的比率与轴向位置和载荷水平有关。     

基于Mckyes Ali模型盾构刀具切削软土三维力学模型研究

为研究盾构法施工过程中任意位置刀具与软土之间的相互作用,基于朗肯被动土压理论,以Mckyes Ali理论建立的耕作刀具切土阻力模型为基础,考虑切削土与刀具、地层的法向力、黏聚力以及自身重力等,引入表示切刀任意位置的参变量L和Ψ,根据力的平衡原理,建立任意位置刀具的切削软土三维力学模型。最后,通过与已有模型对比,验证了该模型的准确性;通过编制Excel计算界面,保证了该模型工程应用的可行性。该模型适用于盾构任意位置切刀的受力分析,为刀盘刀具的地质适应性设计提供了更加全面的切刀受力计算公式。     

持力层为中风化泥岩单桩竖向承载力计算探讨

当基桩的持力层为中风化泥岩时,单桩竖向承载力究竟应该按嵌岩桩计算还是按摩擦桩计算比较合理,有一定的困扰。现通过一个工程实例,经过对比计算分析,得出如下结论:(1)当桩端持力层单轴饱和抗压强度frk≥5 MPa时,来自桩端的阻力要比桩侧阻力显著一些,基桩按嵌岩桩计算合理些。(2)当桩端持力层单轴饱和抗压强度frk≤4 MPa时,来自桩侧的阻力有时要比桩端阻力显著一些,基桩按摩擦桩计算更合理些。(3)上覆土层的性质和厚度,决定了桩周土侧阻力发挥作用的程度:若桩侧阻力占全部桩的总抗力的占比较大,宜按摩擦桩进行计算;若桩侧阻力占全部桩的总抗力的占比较小,宜按嵌岩桩进行计算。     

摩托车湿式多片式离合器结合过程分析及起步过程模拟

通过分析摩托车湿式多片式离合器的结合过程,建立了摩托车离合器结合过程的数学模型,并在此基础上研究开发了摩托车湿式多片式离合器起步模拟试验台.试验台能够进行离合器分离过程试验、起步模拟试验;利用磁粉制动器和惯性轮分别模拟摩托车在4°35 '坡道上、处于满载常用起步挡时,折算到离合器的坡道阻力矩和当量惯量,进行离合器起步过程模拟.试验表明,测试系统可靠性高,测量精度高.     

论现行“桥规”中的桩基理论误区和如何设计超长大直径桩基问题

结合几座大桥钻孔桩基础承载力出现不足的实例,对现行"桥规"中有关桩基承载力计算方法进行剖析,揭示现有设计与施工技术方面的错误观点与理念,指出现行"桥规"中单桩承载力计算基本理论存在不足,建议修改现行"桥规"。在对桩-土相互作用和桩在土中的荷载传递原理进行详细分析的基础上,提出要重视临界深度与有效桩长的概念、摩阻力与端阻力相互影响、地基土的抗剪强度并不是桩的承载力、桩上表皮摩阻力沿桩长分布不是矩形分布等观点;提出可用于计算超长大直径桩单桩承载力的"混合荷载传递法"和"公式直接计算法",供工程实践中试用。     

圆拉法加工直齿锥齿轮所依据的两个公式的推导(二)

二、圆拉法加工直齿锥齿轮刀具侧刃齿形曲率半径的计算公式 1.基本概念圆拉法加工直齿锥齿轮时,被切轮坯不动,而圆盘拉刀具有两个运动:绕本身轴线的等速回转运动和沿垂直于拉刀轴线的进刀方向作往复运动。这两个运动的速度要严格协调。圆盘拉刀上有粗切刀和精切刀。拉刀沿被切齿槽由轮齿小端向大端进刀时进行粗切,而以相反方向进刀时进行精切。精切进刀是等速的,且从A点开始(见图3a)。拉刀转一转切出全     

土壤稳定机械理论与计算（6）

2 旋转工作部件工作过程的动力学模型与数学物理模拟方法由于土壤是一种由不同比例的固、液、气组成的复杂的三相系统,它的物理力学特性带有很大的不确定性和多变性.因此,在研究工作部件与土壤的相互作用过程时,建立一种完全数学模型和纯理论分析方法往往是十分困难的.土壤性质的多变性和理论分析所引入的假设常常使性能预测结果的误差过大而失去实际意义.纯粹的经验方法无法对旋转工作部件与介质相互作用的复杂过程作岀合乎理论的解     

深大沉井下沉阻力的现场监测

分析刃脚土阻力与侧壁摩阻力的大小和变化规律是沉井设计计算的重要内容,现有规范中所给的计算方法是否适用于大型沉井基础的设计计算,还需进一步验证。为此,通过布置刃脚踏面土压力传感器、侧壁土压力传感器以及GPS沉井姿态监测系统,对沪通长江大桥主墩沉井的下沉阻力开展了现场监测。结合大量现场监测资料,分析了大型沉井基础下沉期间的下沉机理与下沉阻力分布特征,对目前沉井下沉阻力计算中常用的规范和计算方法的适用性进行了分析,结果表明:目前的设计计算方法在计算刃脚土阻力时均未考虑刃脚所在土层前期固结压力的影响,因此,此类计算方法仅适用于沉井入土深度较小、刃脚所在土层前期固结压力不大的情况,当沉井入土深度较大时,计算值与实际值相比明显偏小;由于压力松弛效应,沉井侧壁摩阻力随入土深度的增大呈先增大后减小的变化规律,压力松弛区影响高度≥5 m。另根据现场监测结果,提出了侧壁摩阻力分布简化模型,分为以下3个阶段:第1阶段为线性增加阶段,侧壁摩阻力分布模式为三角形分布;第2阶段为压力松弛影响阶段,侧壁摩阻力分布模式为三角形分布+倒三角形分布;第3阶段为压力松弛下移阶段,摩阻力分布模式为梯形分布。研究结果可为沉井设计计算方法的优化提供参考。     

盾构穿切过程中单桩复合地基动态响应的研究

为探究盾构直接穿切复合地基对复合地基承载性状的影响规律,依托郑州地铁5号线某区间盾构穿切水泥土群桩复合地基工程,对盾构穿切单桩复合地基进行现场试验研究。分析盾构切桩全过程中地表沉降、桩顶压应力和桩间土应力的变化规律。同时,在与现场试验分析结果进行对比验证的基础上,利用数值模拟进一步对桩身轴力和桩侧摩阻力进行补充分析。主要结论如下： 1）在盾构穿切单桩复合地基全过程中,加载板沉降发展规律大体分为盾构切桩前、刀盘切桩、盾体穿越残桩、盾体脱离残桩、同步注浆层填充与凝结、残桩脱离盾尾6个阶段。2）桩土应力比随着切桩施工过程先减小后增大;桩身轴力随着整个切桩过程发生变化,最终阶段轴力值相比切桩前有所增大。3）由于残桩桩长变短,桩身应力重分配比使得桩身出现2个中性点,中性点以上为正摩阻力,桩体受压;中性点以下为负摩阻力,桩体受拉。4）与最终的累计量相比,各阶段加载板沉降增幅比分别为20%（盾构切桩前）、60%（盾构切桩—注浆层凝结）、20%（盾构远离残桩复合地基）;桩土应力比增幅分别为-8%、-16%、-53%、3%、25%、66%。     

柴油机冷起动阻力矩试验研究

使用三相变频异步电机从50 r/min~350 r/min倒拖发动机;测量了在不同温度、不同拖动转速下,柴油机的起动阻力矩随环境温度的变化规律。运用数值回归的方法预测了柴油机在更低温度下的起动阻力矩。结果表明:起动过程中,起动转速较低时,产生的静态起动力矩较大;环境温度越低,起动阻力越大;起动转速越高,产生的平均阻力矩也随之升高,起动阻力矩随着转速的增加呈近似线性关系。