虚拟样机技术在传感器结构优化中的应用

基于Stewart平台的并联传感器结构的好坏直接影响着传感器的各项性能指标。本文采用ADAMS虚拟样机技术参数化传感器模型,以Stewart平台的各向同性指标为目标函数,以Stewart平台的5个基本结构参数为设计变量,对传感器的结构进行优化。找出了各向同性指标与各变量之间的变化关系,为传感器的结构设计提供重要依据。     

考虑沥青路面材料参数空间差异性的解析计算及影响分析

复杂服役环境下沥青路面的材料参数存在明显的空间差异性，具体表现为沿深度的模量梯度分布与非连续层间接触以及横观各向同性，实现其解析计算对现有的沥青路面力学响应分析及结构设计方法具有重要的参考价值。为此，从弹性力学基本方程出发，基于状态空间法，推导了具有指数模量梯度的横观各向同性弹性层状体系通解；在此基础上，基于波传递方法，将状态向量转换为波向量，并结合边界条件和层间条件，建立了考虑沥青路面材料参数差异性的多层路面结构解析解；然后借助MATLAB平台编制了数值计算程序，采用文献对比、BISAR程序以及有限元软件ABAQUS验证了该解析解的精度与效率；最后结合典型数值算例，阐述了该解析解在沥青Top-Down开裂和传统路面疲劳损伤分析中的应用。理论推导和数值计算结果表明：该解析解摆脱了弹性力学问题求解对应力函数的依赖性，并且借助波传播方法，避免了求解中正指数过大对求解精度的影响，并使得边界条件和不同层间接触关系的描述更加便捷；沥青路面材料参数的空间差异性不可忽视，沥青面层连续模量梯度会造成更大的路表拉应力和最大剪应力，进而加剧沥青路面的Top-Down开裂；而横观各向同性和层间接触状态间存在耦合效应，从而会加剧沥青路面的疲劳损伤。     

盾构法修建正交下穿地铁隧道对上覆隧道的影响分析

在地铁工程中,常采用盾构法修建正交下穿隧道,新隧道的掘进不可避免地对既有隧道产生影响。采用三维有限元方法对正交下穿盾构隧道施工进行模拟,分析新隧道动态掘进时既有隧道位移、变形和内力的变化规律。模型中考虑了盾构机与管片衬砌的相互作用,以及管片衬砌结构的横观各向同性性质。计算结果表明,新隧道施工时既有隧道将产生不均匀沉降、不均匀侧移和扭转,且在对称面上出现最大值。对称面上管片的变形与受力出现先“加载”、后"卸载"、再“加载”的特点,同时该处的纵向弯矩不断增大,并在隧道底部产生较大拉应力。本文所研究的内容可为类似工程的施工提供参考。     

Mechanical response of steel wire wound reinforced rubber flexible pipe under internal pressure

Steel wire wound reinforced flexible pipe in this study mainly consists of multiple anisotropic steel wire wound reinforcement layers and multiple isotropic rubber layers. Based on 3D anisotropic elastic theory, the analytic solutions of stresses and elastic deformations of steel wire wound reinforced rubber flexible pipe under internal pressure are presented. As the adjacent reinforcement layers with wound angle have different radii, the single reinforcement layer shows the effect of tensile-shear coupling. Moreover, the static loading test results of steel wire wound reinforced rubber flexible pipe under internal pressure are basically coincided with the calculated values by present method.     

层状岩体的力学特征和数值模拟方法研究

层状岩体由于具有层状结构,不仅变形和强度性质有异于一般的岩体,岩体的破坏方式及机理也具有明显的特点。作者在前人研究的基础上,结合自己对该问题的研究,全面总结了倾斜层状岩体的力学特征和数值模拟方法,并对各种模拟方法的优缺点进行了比较。     

横观各向同性轴对称层状弹性体系半空间问题的求解

利用状态空间的基本理论，推导出横观各向同性多层弹性半空间问题在轴对称荷载作用下，层间完全接触条件的解析解，对其弹性常数假定后，可蜕化为各向同性体系下的解析解，便于程序化设计。     

柔性路面结构设计的动力安定下限理论与分析方法

为研究长期交通荷载作用下柔性路面路基的力学响应与服役性能，回顾了安定理论在柔性路面路基设计过程中的研究现状、存在问题及前沿进展，阐释了经典上限、下限动力安定理论的基本原理及其在交通岩土工程领域的应用与发展现状，阐述了下限安定的判别准则与数值分析方法；结合人工边界-动力有限元案例揭示了交通移动荷载作用下路面-路基系统的动力响应，讨论了材料横观各向同性、轮-路摩擦等因素对道路结构动力安定性的影响规律。分析结果表明：交通荷载作用下道路结构的动力效应对安定极限有重要影响，下限安定极限水平随车辆移动速度的增大而降低，当移动速度增至结构体系的Rayleigh波速时，道路结构体系的安定极限降至最低；路基材料力学属性与各向异性程度、轮-路摩擦因数等因素对柔性道路结构的下限动力安定极限也有重要影响；道路结构体系的下限动力安定极限随结构上层与下层弹性模量比的增加先增大后减小；对应最大安定极限的最优模量比表明安定极限临界位置从下层路基向上层路面的转变；考虑水平向摩擦时，轮-路摩擦因数的增大会明显降低结构的动力安定极限，同时减弱荷载移动速度对道路结构动力效应的影响。     

煤系地层横观各向同性岩体边坡预应力锚索框架梁有限元分析

煤系地层路基边坡横观各向同性岩体与加固防护措施的相互作用机制比较复杂,结合晴兴线煤系地层高速公路路基边坡工程,对现场样品的横观各向同性岩样进行了单轴压缩实验,确定弹性特征的参数,并通过有限元方法分析了煤系地层岩体横观各向同性边坡与预应力锚索框架梁的相互作用影响,为煤系地层横观各向同性岩石边坡的预应力框架梁支护设计提供了借鉴。     

横观各向同性圆柱体中瞬态波传播规律的研究

利用分离变量和Ｌａｐｌａｃｅ变换的方法研究了冲击扭转作用下半无限长横观各向同性圆柱体中应力波传播问题,计算结果表明：随着材料各向异性性质的增强,圆柱体中复杂应力分布范围增大。