隧道围岩变形机制及其本构关系研究

隧道围岩中由于各种结构面的存在,使围岩呈现出块状、层状、碎裂、散体等结构类型,围岩结构的差异使围岩变形的力学机制多样化和复杂化。文章对各类结构围岩的变形机制进行了分析和总结,为隧道围岩的变形控制提供了理论基础。分析结果表明,完整块状围岩一般以弹性变形和塑性变形等材料变形为主,层状围岩多以岩层的弯曲变形为主,碎裂结构的围岩多以岩块的滚动、滑动变形为主,而散体结构围岩以及土砂围岩多以挤密和松弛变形为主。     

CFD技术在船舶力学形态优化中的应用

船舶的力学形态优化是船舶设计的重点所在,出色的船型设计对于改善水动力特性,降低航行中的损耗,提高续航能力有着重要的意义。计算流体力学(Computer Fluid Dynamics,CFD)作为一种研究流体动力学特性的高效方法,被广泛应用到船舶的力学形态优化中。本文使用CFD对某船的球鼻首进行优化研究,通过数值仿真分析,选取优化方案,降低船舶的阻力。     

三维对称楔形体入水的水弹性力学分析

结构入水砰击是一个很复杂的水弹性力学问题,在船舶与海洋工程领域,人们对其十分关注。本文借助模型试验和商用软件平台Ansys技术,对结构入水砰击过程展开研究。首先,自主设计入水结构模型、试验装置,通过布置在楔形体结构内的传感器,全程实时监测楔形体结构下落的压力变化。然后,基于试验结果,数值模拟了三维弹性楔形体的入水砰击过程。得到了砰击压力云图、等效应力云图以及流体的速度云图,对比分析了弹性体测点与试验中测点的砰击压力,验证了该数值模拟方法的可行性与有效性。     

新型蓄能器浮标上浮运动水动力性能研究

基于深海大洋在地球气候系统中的重要作用,国际上陆续提出并实施了一系列以深海大洋为核心的重大研究计划,目前自沉式剖面浮标因具备高分辨率采样观测的能力,被广泛应用于对深海大洋环境的观测研究中。为了增大浮标在运动过程中体积变化范围,本文提出一种在普通APEX浮标上加装N_2蓄能器的改变浮标浮力的方式,给出其工作原理图,结合其工作环境推导出浮标匀速运动时的速度方程,得出普通浮标和氮气浮标上浮运过程中的瞬时加速度以及速度随时间的变化曲线,并比较分析蓄能器对浮标上浮运动的影响。     

桥隧过渡段无砟轨道无缝线路纵向力学特性研究

由于隧道的遮挡作用,桥隧过渡段无砟轨道无缝线路表现出特殊的纵向力学特性。通过对笔架山隧道内外气温为期2年的监测,得到隧道内外气温分布规律,并建立桥隧过渡段无砟轨道无缝线路纵向相互作用模型,分析桥隧过渡段无砟轨道无缝线路纵向力学特性影响因素。结果表明：(1)监测时间内,笔架山隧道最高和最低气温分别为43℃和-14℃,隧道内外最大气温差为23℃,隧道气温过渡段长50 m;(2)考虑隧道内外温差时钢轨纵向位移显著增大,高温季节应加强对临近隧道洞口简支梁上钢轨爬行量监测,钢轨附加拉力有所增大,在桥隧过渡段无砟轨道无缝线路设计时应考虑隧道内外温差的影响;(3)隧道气温过渡段长度和扣件纵向阻力对钢轨纵向位移和钢轨附加压力影响显著,钢轨纵向位移随过渡段长度和扣件纵向阻力增大而显著减小,钢轨附加压力则随过渡段长度和扣件纵向阻力增大而显著增大。     

偏压及沟谷地形条件下黄土隧道力学特性分析

为深入分析偏压及沟谷地形条件下黄土隧道力学特性,选取典型偏压及沟谷地形条件下的隧道段,结合现场搜集的地形资料,利用有限元数值模拟软件,模拟隧道在该地形条件下的初期支护应力应变的规律。     

基层与土基结构参数对沥青路面力学响应的正交分析

为了研究基层与土基的结构参数对沥青混凝土路面的力学响应,采用用正交试验方法分析了影响路表弯沉和路基顶压应变各结构参数的敏感性,并采用极差分析法对各因素敏感性进行了评价。分析结果表明,土基模量是影响路表弯沉的最显著影响因素,对路基顶应变影响最显著的是基层模量,良好的基层与底基层的层间结合状态能够提高沥青路面的使用性能。     

添加稀土元素对硬质合金物理机械性能和切削性能的影响

本文研究了稀土元素的添加种类和添加量对ＹＴ１５硬质合金物理机械性能和切削性能的影响。研究结果表明，添加稀土元素后硬质合金刀片的抗弯强度以及刀具耐用度等显著提高；添加Ｓｍ，Ｙ，ＳｍＰｒ效果较好，并且添加量存在一量佳范围，本文还对添加稀土元素后硬质合金的改机理作了探讨。     

复合土钉支护设计参数敏感性分析

首先对一般粘性土基抗边坡的复合土钉支护建立了力学和数学模型，然后设计正交试验，分析影响其内部稳定性因素的灵敏性，提出最佳参数模型，用以指导复合土钉支护的设计和施工。     

磁流变阻尼器参数对座椅悬架系统减振效果的影响

应用Bingham本构力学模型, 得到了磁流变阻尼器(MRD) 的结构尺寸参数(缸体内径、活塞直径、活塞杆直径、活塞有效长度)、线圈匝数和磁流变液表观黏度与输出阻尼力的关系, 利用力学模型分析了MRD的6个参数对输出阻尼力和动态范围的影响; 建立了基于MRD的半主动座椅悬架系统模型, 以驾驶人加速度和座椅软垫动行程的均方根作为减振效果的评价指标, 采用百分比斜率均方根评价MRD参数的影响程度; 结合Bingham本构力学逆模型, 分析了MRD的6个参数对减振效果的影响及MRD磨损对减振效果的影响。分析结果表明: 活塞直径对驾驶人加速度和座椅软垫动行程的影响因子分别为4.83、5.46, 缸体内径的影响因子分别为4.45、4.75, 线圈匝数的影响因子分别为0.61、0.67, 活塞杆直径的影响因子分别为0.53、0.59, 活塞有效长度的影响因子分别为0.51与0.56, 因此, 活塞直径对减振效果的影响最大, 其次为缸体内径, 随后依次为线圈匝数、活塞杆直径与活塞有效长度, 而磁流变液表观黏度对减振效果几乎没有影响; 为了获得较好的减振效果, 应使MRD的最大输出阻尼力与动态范围足够大。