四步法三维编织复合材料弹性性能的数值细观力学分析

本介绍一种预测四步法三维编织复合材料弹性性能的方法，提出了一咱细观力学分析模型，并根据应变能等效采用有限单元法作了分析。复合材料的弹性模量和泊松比被表达为纤维和基体的弹性性能，纤维体积比、编织角等的函数，对理论计算值和褛数据作了比较。     

复合井壁的弹性分析

夹有泡沫塑料析以的双层混凝土井壁－－复合井壁－－是我国广泛采用的井壁形式，在任意轴对称的法向及切向荷载作用下，用Ｆｏｕｒｉｅｒ积分的方法建立了井壁应力及位移的解析计算公式，分析了泡党政机关反的力学机理，指出采用平面弹性模型进行了井壁应力分析的局限性。     

旧水泥砼路面沥青加罩的三维有限元分析

多层弹性体系理论的路面力学计算方法难以全面准确的分析水泥路面沥青加罩结构的力学响应。利用三维有限元的计算工具，分析了水泥路面上不同的加罩结构以及各自不同的结构计算参数，在荷载作用下的力学响应．并得出了一些很有意义的结论。     

一种分析计算条带煤柱稳定性的新方法

根据条带煤柱受力分布的特点，采用压板力学理论及弹性力学复变函数技术，提出了一种进行条带煤柱稳定性分析的新方法——应力面积迭加法。     

圆管内环形空气射流旋流特性的三维计算

针对目前对旋流器流场的计算多采用二维轴对称数值计算，而真实流场并非纯属轴对称的情况，在圆柱坐标系下，用修正的模型，采用同位网格的SIMPLE算法对带有切向入流及水平入流的圆管流场进行三维数值模拟计算。在计算过程中，分四种情况进行比较，其一是采用轴对称切向入流，另外是采用三种不同状况的非轴对称切向入流，将四者所得的结果进行比较分析，发现当出现非轴对称切向入流的情况时会带来与轴对称切向入流时不同的偏差，这些偏差在近入口处不可忽略，在远离入口处将被抹平。     

基于复变函数不同形状的巷道围岩应力分析

深埋巷道开挖后围岩应力重新分布,影响巷道稳定。因此分析巷道围岩二次应力分布状态对于评估围岩稳定性或设计支护参数具有重要意义。目前岩石力学相关理论中讨论了圆形巷道、椭圆形巷道和矩形巷道二次应力弹性分布特征,缺乏对六边形巷道的分析。本文从弹性力学的孔口问题为切入点,基于复变函数理论,通过保角变换将矩形、六边形巷道转化为单位圆,结合弹性力学理论建立了矩形、六边形巷道围岩分析的力学模型,并分析得到巷道围岩应力分布的解析解。将解析结果与数模拟分析结果对比可知,相同结构巷道围岩二次应力分布一致且大小基本相同,就应力集中情况而言,六边形巷道优于矩形巷道。     

矿山覆岩力学参数的三维位移反演方法研究

力学参数的确定是岩土工程数值计算中的关键问题,三维反演方法所获得参数比二维方法准确,但存在计算工作量大,传统优化方法难以寻优等问题。为此,结合开采沉陷计算中力学参数反演的特点,应用神经网络技术实现了覆岩力学参数的三维位移反演。     

疏水沉降下井壁次生地压及附加力分布规律

根据表土沉降过程中立井井壁的受力变形特点,将立井井壁的变形区域划分为塑性变形区和上、下弹性变形区,并针对3个变形区利用轴对称原理、弹性薄板理论和静不定问题的方法进行了力学上的计算分析,获得了每个区域的次生地压和井壁附加力的解析式及分布规律,计算结果与实际观测结果基本吻合。     

双层弹性支承梁的有限元分析

用有限单元法分析了双层弹性支承梁的静力响应．双层弹性支承梁结构由二种平行的梁(上层梁和下层梁)、上层梁和下层梁之间的离散弹簧和下层梁下部的Winkler基础组成．上层长梁、下层短梁、离散弹簧、Winkler基础和作用在上层梁上的荷载视为一个系统，并将该系统进行有限单元离散，梁单元的弯曲形函数采用Hermitian 3次方插值函数，利用变分原理及形成矩阵的“对号入座”法则建立该系统有限单元形式的平衡方程．阐明了单元刚度矩阵以及在上层梁单元作用竖向集中荷载或分布荷载下单元节点荷载列阵的形成．举例说明了该方法的应用．为类似结构的力学分析提供了一种数值方法．图5，参13．     

塑料板夹层双层井壁的轴对称变形分析

针对特殊地层中的塑料板夹层双层井壁结构,应用空间轴对称问题的弹性理论建立了相应的受力分析方法。综合运用线性叠加原理、弹性通解、Fourier方法等理论,获得了该双层井壁在一般荷载条件下的一组圣维南解。通过算例分析了内壁、外壁厚度的改变对井壁环向、径向及轴向正应力的影响,并利用第四强度理论分析了立井安全性的变化。结果表明：仅增加内壁厚度对井筒内、外壁安全性的提高均不显著;仅增加外壁厚度对井筒内壁安全性的改善较小,但对于井筒薄弱环节外壁安全性的提高则较为显著。     

水压致裂法测量地应力

水压致裂法在地质工程中应用广泛,传统的水压致裂法理论是建立在弹性力学平面应变理论的基础之上的[1-10],但只能测量地质条件简单的情况下的二维地应力,一些学者为解决传统水压致裂法的不足,提出了三维地应力测量理论,采用最小主应力破坏准则进行水压致裂法三维地应力测量,对地质条件比较复杂的地区可以用该方法进行测量,但是还需要进一步的改进.传统的水压致裂法理论和三维地应力测量理论各有优缺点.     

弹性力学对掘进爆破的应用

本文运用弹性力学和Laplace变换分析了掘进工程中的爆破问题，并用Bessel函数给出了爆破压力作用下，炮眼孔壁周围岩石所产生的位移和应力表达式，这一结论与静态结果是不一样的，它对掘进工程的应用是有益的。     

三维边坡极限平衡分析

本文提出了一个使用极限平衡理论计算三维边坡稳定性分析的一般方法。假定滑体是轴对称的,且被划分成许多垂直条柱。岩体中各条柱间的作用力都具有一定的作用方向。条柱间的剪切力平行于滑块底面,同时也是它们位置的函数。每一条柱及总边坡的力和力矩平衡都得到满足。采用不同边坡角、岩土参数和孔隙水压进行分析,并比较了三维与二维及原始条分法所得的稳定系数。另外,提出的一个三维有限元程序能够计算滑体上选定的局部稳定系数,也能计算整个滑体的平均稳定系数。本文还比较了极限平衡和有限元法计算的结果。     

一种分析计算条带煤柱稳定性的新方法

根据条带煤柱受力分布的特点,采用压板力学理论及弹性力学复变函数技术,提出了一种进行条带煤柱稳定性分析的新方法--应力面积迭加法.     

深立井围岩稳定性分析

文章目的在于揭示超深立井岩石开挖后，井帮围岩在地应力重新分布情况下的应力变化情况，然后利用围岩的强度准则和变形标准来分析围岩的稳定性，进而为是否采用临时支护提供理论依据。文章的理论分析过程，应用了弹性力学中轴对称理论、应力集中原理和库仑-纳维尔强度准则。本文的研究成果，可作为基岩段井壁结构设计的依据和快速掘进方案制定的基础。     

连续挤压机挤压轮轮槽的应力集中

应用弹性力学的复变函数理论对连续挤压挤压轮的轮槽应力进行了分析计算，指出了轮槽主要参数对应力集中的影响，这对挤压轮的失效分析和设计具有重要的指导意义。     

三维变异函数的计算和拟合

介绍了一种实用的空间任意方向三维变异函数的计算方法以及空间各向异性几何套合算法，给出了一种以加权最小二乘法为基础的半自动实验变异函数曲线拟合方法。     

基于黏弹性基支薄板模型的顶板力学分析

老顶力学模型采用薄板模型,根据弹性力学中的最小势能原理,求得基于文克勒弹性地基薄板模型的顶板位移函数。将支撑老顶的直接顶与煤层视为黏弹性基础,基础模型为广义开尔文模型,在弹性地基薄板模型分析结果的基础上,根据“弹性-黏弹性”对应原理,通过拉普拉斯变换法得到了基于黏弹性基支四边固支薄板模型的老顶位移、应力的解析解,为分析顶板稳定性及预测老采空区的地表沉降提供一定的理论依据。     

软弱基底内排土场支挡煤柱的力学效应

留设支档煤柱是提高软弱基底内排土场稳定性的重要手段之一。为了解决软弱基底内排土场支挡煤柱形态参数设计难题,实现矿山安全生产和经济效益兼顾,对软弱基底内排土场支挡煤柱的力学效应及形态设计方法进行研究。在构建软弱基底内排土场支挡煤柱力学模型的基础上,进行三维受力状态分析,将支挡煤柱视为在内排土场静止土压力及底界面剪切力双重作用下的固定梁,以摩尔-库伦准则作为失稳判据,推导获得了煤柱三维支挡效应的表达式;基于对煤柱三维支挡效应的力学成因类型及影响因素的认识,提出了煤柱支挡效应的二维等效方法,推导了底界面等效黏聚力c_d与等效内摩擦角φ_d的表达式,从理论上揭示了支挡煤柱形态参数对支挡效应的影响。将该方法在胜利东二露天煤矿内排土场支档煤柱设计中进行了应用,并采用数值模拟方法进行验证。研究结果表明:煤柱底界面的等效黏聚力c_d及等效内摩擦系数tan φ_d与其顶宽a、下底角β,ω均呈正相关反比例函数关系,与高度H呈正相关倒差函数关系,与长度d呈负相关反比例函数关系;胜利东二露天煤矿内排土场边坡稳定系数F_s随支档煤柱顶宽a增加而增加,与煤柱高度H呈线性递增关系;煤柱的最佳尺寸为高度H=28 m,顶宽a=43 m,与传统的二维分析结果相比,可多才出原煤75 600 m~3,经济效益显著。成果可用于优化设计软弱基底内排土场支挡煤柱形态参数,弥补采用传统方法设计造成的煤炭损失过大的不足,实现经济效益最大化。     

3200/4000硫化罐活动环的形状优化

利用数学规划、有限元分析对3200/4000硫化罐上活动环齿根过渡部分进行了计算机辅助形状优化设计。优化方法为惩罚函数法,齿根过渡曲线的描述采用三次样条法,三维有限元网格由计算机自动生成。计算结果表明,对活动环齿根过渡部分的形状优化设计是成功的。本文提出的形状优化设计方法可以用来解决各种大型空心轴对称零件内壁的形状优化设计问题。