弹性薄板理论在箱梁受力分析中的应用

主要介绍了利用叠加原理求解在双向板受力状态下的箱梁顶板的弯曲问题,简要介绍了基于能量变分原理的弹性薄板的求解,并结合工程实际问题,与有限元解答相比较,证明此方法在箱梁受力分析中具有很好的实用价值.     

基于弹性薄板理论的巷道层状顶板破坏的能量法分析

基于弹性薄板理论,利用能量方法对巷道层状顶板的破坏进行分析,阐述了层状顶板巷道围岩的变形破坏特征,得出顶板下沉的位移解析解,并进而确定了顶板岩层破坏的临界荷载.结果表明,用薄板理论研究层状顶板的下沉及应力分布规律是合理的.     

P-TH模型粘弹性地基上弹性地基板的解析解

首先推出粘弹性地基上弹性薄板在时间域上的动力学方程,建立了P-TH文克尔粘弹性地基上弹性四边简支矩形薄板的本构方程。采用对应性原理,运用拉普拉斯变换推导出粘弹性地基上四边简支矩形薄板的粘弹性解。     

柱形弹性套胀紧联接接触分析

利用有限元软件接触分析功能,采用合理的有限元模型解决了一面对多面的接触难题,较好的拟合了由静摩擦力引起的柱形弹性套胀紧联接装置的胀紧力,通过理论分析,得出其最大传动扭矩。结果表明,与实验情况相符,为解决此类问题提供依据。     

弹性工作制和动态停车收费组合策略研究

提出弹性工作制与动态停车收费的组合管理策略,探究组合策略下,出行分布的变化机理及动态停车收费费率的制定,以达到缓解通勤拥堵的目的. 构建双层规划模型建立动态停车收费费率的制定与多用户出行选择的相互作用关系,基于灵敏度分析的下降算法求解. 仿真模拟出不同弹性工作制规模时,均衡状态下多用户出行分布模式和优化的动态收费费率. 结果表明,组合策略能促使弹性与非弹性员工错峰出行,有效分散交通流,与单一策略相比,缓解路网拥堵的效果更好.研究成果为交通管理优化策略的制定提供了新思路.     

用户平衡与随机用户平衡共存的弹性需求组合模型

本文讨论用户平衡(UE)与随机用户平衡(SUE)共存的情况.首先将交通系统分成遵循UE及SUE原则的两个子系统,在考虑弹性需求及两系统用户相互影响的情况下,给出了用户平衡与随机用户平衡共存的弹性需求组合模型,并证明了模型符合UE及SUE路径选择条件的一阶条件,和推出了弹性需求函数形式,最后给出对角化及MSA组合算法.     

高速列车弹性车体与转向架耦合振动分析

建立了某高速列车车体有限元模型,采用Guyan缩减进行模态求解,结合SIMPACK多体动力学软件建立包含弹性车体的系统动力学模型。运用模型分析了车体弹性模态对运行平稳性的影响,研究了弹性车体与转向架构架垂向耦合振动。分析结果表明：当车体垂向一阶弯曲频率与车体点头振动空响应点频率接近时,会发生车体的垂向弹性共振;当车体菱...     

弹性分开式扣件板下组合刚度理论模型设计方法

为探究弹性分开式扣件系统板下组合刚度的科学设计方法,明确传统计算模型（简称传统模型）的设计误差并提高设计精度,提出了一种基于非线性弹性地基梁的板下组合刚度理论计算模型（简称理论模型）.首先,将弹性垫板非线性弹性引入地基梁系统中,并将梁段划分为多个计算单元,从而建立反映铁垫板实际变形特征与板下支承特征的板下组合刚度理论模型,并采用中点刚度法求解锚固螺栓紧固扭矩与列车荷载施加过程中铁垫板的变形曲线与板下组合刚度;其次,采用力学试验机测试DZⅢ型扣件系统在真实服役状态下铁垫板的变形与组合刚度,验证本文理论模型的正确性;最后,分析传统模型与理论模型在不同安装状态（螺栓扭矩）、铁垫板设计参数（铁垫板厚度、锚固螺栓间距）下的板下组合刚度,明确传统模型设计误差在不同铁垫板设计参数下的变化规律.对比分析表明：由于未考虑铁垫板变形与板下垫板非线性弹性的影响,传统模型在安装扭矩范围（150～250 N·m）内的设计误差范围为37.75%～94.27%,已无法满足工程设计的误差要求;本文提出的理论模型最大误差仅为2.91%,符合工程设计要求;铁垫板厚度较低或螺栓间距较宽时,铁垫板实际变形状态与传统模型中的计...     

弹性多层地基接缝板的有限元分析方法

本文以弹性层状体系理论和弹性薄板有限元分析方法为基础，提出了弹性多层地基接缝板的有限元分析方法，并编制了相应的计算机程序。通过算例表明，本文所提出的计算方法正确、且计算精度高、运算速度快。     

基于弹性车体模型的高速客车动态响应

为了在动力学仿真模型中考虑车体的弹性,使仿真计算结果更接近实际,并为车体轻量化提供理论基础,建立了基于车体弹性和刚性的高速客车非线性动力学模型,分析了车体弹性振动对运行平稳性的影响。通过该车的整车滚振试验台试验,对动态响应的仿真计算结果进行了试验验证。车辆一阶垂向弯曲自振频率对车辆心盘和车体中心测点的平稳性指标影响曲线表明：在车体中心点,两个模型的平稳性指标差异较大,客车运行速度的提高使车体弹性对车体响应的影响加大,因此对采用铝合金等轻型材料的高速客车车体,设计中必须提高车体的一阶垂向弯曲频率。     

弹性长圆管在弯曲与外压共同作用下的稳定性研究

本文通过虚功原理建立了弹性长圆管在弯曲与外压共同作用下的控制方程.从半弯矩理论出发,采用三角级数法数值求解了极值型失稳问题,重点研究了初始非圆度的影响,文中还讨论了 S.Kyriakides & P.K.Shaw 在“弹性圆管在弯曲与外压联合作用下的响应与稳定性”一文中引用的几条假设的合理性和级数解的收敛性.     

弹性地基上Timoshenko梁的微分容积解法

用微分容积法求解弹性地基上Timoshenko梁的弯曲、稳定和振动问题。通过微分容积法将梁的控制微分方程和边界约束方程离散成为一组线性代数方程组,由这组代数方程可以求得其弯曲,稳定和振动问题的数值解。数值算例表明,本方法稳定收敛、精度较高,对Timoshenko梁问题简单、有效。     

弹性约束条件下H型截面钢梁的弹性稳定性分析

根据薄壁构件弯曲与扭转理论,在弹性约束条件下对H型截面构件的势能方程进行推导,并由最小势能原理,导出了弹性约束条件下H型截面构件稳定计算的单元刚度矩阵。分析了常见荷载作用时连续线弹性侧移约束的H型截面简支钢梁的弹性屈曲荷载,计算结果与Trahair的半解析解进行对比,证明了本方法计算结果正确。结果表明:在设计中若考虑弹性侧移约束的作用,可以显著地提高H型截面薄壁钢梁的稳定性。     

DKQ弯曲单元的构造及应用

为了研究复杂载荷作用下薄板结构的受力,基于离散Kirchhoff原理,推导了三角形弯曲薄板单元的应变矩阵、刚度矩阵中的显式面积坐标积分方法,根据变分原理构造了任意四边形弯曲单元DKQ,引入对称及反对称畸变模式进行网格畸变敏感性分析,将DKQ弯曲单元与平面应力单元组合,得到了用于薄板分析的四边形平板单元,并编制了有限元分析程序。计算结果表明:相对偏移量从-0.18变化至0.18,反对称畸变模式下挠度最大误差为1.83%,而对称畸变模式下挠度最大误差为0.99%;对某地铁车体结构,计算结果与ANSYS结果误差在3.5%之内,这说明构造的DKQ弯曲单元对网格畸变不敏感,具备良好的位移解收敛性和计算精度。     

16V280ZJA型机车柴油机组合活塞弹性接触研究

本文以 1 6V2 80 ZJA柴油机的钢顶球铁裙组合活塞为研究对象 ,建立其三维有限元弹性接触模型。在最大气体爆发压力工况下 ,对活塞在应用不同的接触间隙时呈现出的不同应力分布规律进行分析并与实验结果进行对比 ,以确定活塞受力的薄弱环节 ,为改进组合活塞的结构设计提供了依据     

股骨上段应力状态的光弹性研究

采用二维光弹性实验方法，对股骨上段模型进行应力分析，结果表明：股骨头部较颈部应力小，颈部内侧下方应力较大为压应力，其外侧上方为拉在力，呈现偏心受压状态；股骨距是股骨上段的主要承载区，其应力分布与骨小梁走向及股骨距处皮质增厚一致；股骨干上段受力状态近似梁弯曲，内侧为压应力，外侧为拉应力，且内侧应力幅值大于外侧。     

基于弹性需求的公交网络规划模型研究

基于公交网络的弹性需求特性和规划目标特点分析,将公交网络分解为若干规划要素,结合离散选择模型的理论方法,建立具有弹性需求机制的公交网络规划模型,在合理简化模型的基础上获得了实用的数值方法模型解,并以上海世博会公交专线系统为例进行了模型应用.     

基于弹性薄板理论的下穿铁路框架涵顶板受力分析

为了对下穿铁路路基的框架涵顶板的受力进行分析,以南昌某国道框架涵下穿铁路路基为背景工程,引入Kirchhoff弹性薄板理论计算,将挠度表达式设为双三角级数的形式,采用通解加特解两部分探讨承受了上覆土荷载以及列车荷载时箱涵顶板的受力特征,表达式中通解的的积分常数根据矩形薄板的边界条件来确定。理论计算采用Wolfram Mathematica计算软件,将计算所得到的解析解与ABAQUS有限元计算结果进行对比,对比结果表明二者吻合度较好,说明基于弹性薄板理论的解析解能够较好地满足工程计算需要,该方法可用于研究实际下穿工程中框架涵顶板的受力情况,具有很好的工程实用价值。     

压应力波作用下薄板弹性动力屈曲的数值解法

利用哈密顿原理和相邻平衡准则导出了薄板动力屈曲控制方程,根据能量关系推导了屈曲瞬间能量转换率守恒方程,进而得出了压缩波前屈曲变形的附加约束条件,由此得到了求解薄板动力屈曲问题的完备定解条件.利用差分方法求解了薄板的控制方程,解出了动力屈曲模态以及临界力参数和动力特征参数的值并对比分析了静、动力屈曲模态的差别.     

SCLD板模态控制模型及振动控制

为有效抑制薄板在外界激励下的低频振动,对机敏约束层阻尼(SCLD)结构进行了主动振动控制研究.首先,考虑了黏弹性材料随温度与频率变化的阻尼特性,结合GHM阻尼模型建立了耦合系统有限元动力学分析模型;其次,考虑到结构动力学模型自由度庞大,采用物理坐标下自由度动力缩聚和状态方程下复模态截断进行了两次降阶,并通过复模态空间向实模态空间转换,得到了低维实模态控制模型;最后,通过模态实验验证了理论模型,并基于低阶控制模型设计了振动控制器,证明了研究方法的正确性.研究结果表明,采用本文的组合降阶方法可以有效地对SCLD结构进行降阶,对模态控制模型主动控制取得了良好控制效果:在单位阶跃激励下,振动响应衰减时间从0.20 s缩短为0.08 s;在随机白噪声激励作用下,振动响应均方根值降低了39.65%.