基于三维有限元的箱梁腹板剪力分配规律分析

针对单箱多室箱梁在不同支承条件、腹板数量以及腹板厚度条件下的腹板剪力分配规律问题,提出了采用Midas/FEA对单箱多室箱梁进行数值模拟的方法,提取箱梁各道腹板的剪力值并进行对比分析,得到单箱多室箱梁各道腹板所分担剪力并非均分的结果.分析结果表明:当支承条件为双支座时,剪力增大系数最大;当腹板较少时,边腹板与中腹板剪力增大系数差别较小,边腹板的剪力增大系数随腹板数量增加而增大;腹板厚度变化对剪力分配影响不大.     

斜腹板箱形梁桥腹板剪力分布的空间三维有限元分析

为了研究斜腹板单箱多室箱梁在不同边腹板斜度、边界条件和箱室数量等条件下的腹板剪力分配规律,采用三维有限元分析软件对单箱多室箱梁进行数值模拟,通过后处理“局部方向内力总和”提取出箱梁各道腹板的剪力值并运用剪力增大系数的概念进行对比分析.结果表明：边腹板斜率增大,对剪力分配影响较小;支座数量的增多使得梁端支座反力在腹板中的分布更为均匀,多支座可有效降低边腹板承担剪力的比例;箱室的数量减少,可使剪力分布趋于均匀分布.     

单箱双室曲线箱梁剪力滞效应分析

本文运用ANSYS有限元软件研究单箱双室箱梁在不同工况下剪力滞效应的变化规律。研究表明:单箱双室箱梁各腹板在均受集中力情况下各腹板均匀承担剪力滞,可以有效减小剪力滞系数。若在曲线箱梁集中力作用处加腹板会导致该部位剪力滞系数激增,从而出现应力集中现象。由于曲线梁桥的"弯扭耦合"作用,内侧腹板剪力滞系数大于外侧。单箱双室箱梁作为多室箱梁中的代表,可以很好地模拟剪力滞的效果,得到的结论符合理论判断。     

考虑滑移和剪切变形的单箱双室组合箱梁剪力滞效应

为准确分析单箱双室组合箱梁的剪力滞效应,考虑钢混凝土的界面滑移效应和钢腹板的剪切变形,针对顶底板和翼板定义不同的剪力滞翘曲位移函数,基于能量变分法推导出单箱双室组合箱梁剪滞效应的控制微分方程及其闭合解。以单箱双室组合箱梁算例为基础,利用该方法分析其剪力滞效应的规律,结果表明：在同时考虑滑移和剪切变形时,组合箱梁的挠度比初等梁理论解大,且其挠度随界面滑移刚度的增大而减小;组合箱梁在均布荷载作用下,滑移量与荷载值近似成正比关系;在相同条件下,钢箱梁底板的剪力滞效应较混凝土顶板显著。     

波形钢腹板单箱多室箱梁横向受力分析

波形钢腹板单箱多室箱梁横向跨距较大,波形钢腹板刚度相对较小,其横向受力比单箱单室箱梁的受力要复杂。通过波形钢腹板单箱双室试验梁的弹性阶段试验,分析了箱梁顶板的横向内力分布特点;考虑箱梁横向弯曲和畸变翘曲的影响,采用能量法建立波形钢腹板单箱双室箱梁横向受力计算模型,并将能量法结果、试验结果与有限元计算结果进行了对比分析。然后采用有限元模型对波形钢腹板横向受力进行了参数分析,结果表明:中腹板厚度变化对顶板横向内力的影响不可忽略;波形钢腹板单箱多室箱梁顶板的横向内力随着腹板与顶板线刚度比的增大而减小。     

波形钢腹板单箱多室箱梁横向受力分析

波形钢腹板单箱多室箱梁横向跨距较大,波形钢腹板刚度相对较小,其横向受力比单箱单室箱梁的受力要复杂。通过波形钢腹板单箱双室试验梁的弹性阶段试验,分析了箱梁顶板的横向内力分布特点;考虑箱梁横向弯曲和畸变翘曲的影响,采用能量法建立波形钢腹板单箱双室箱梁横向受力计算模型,并将能量法结果、试验结果与有限元计算结果进行了对比分析。然后采用有限元模型对波形钢腹板横向受力进行了参数分析,结果表明:中腹板厚度变化对顶板横向内力的影响不可忽略;波形钢腹板单箱多室箱梁顶板的横向内力随着腹板与顶板线刚度比的增大而减小。     

波形钢腹板单箱多室箱梁横向受力分析

波形钢腹板单箱多室箱梁横向跨距较大,波形钢腹板刚度相对较小,其横向受力比单箱单室箱梁的受力要复杂。通过波形钢腹板单箱双室试验梁的弹性阶段试验,分析了箱梁顶板的横向内力分布特点;考虑箱梁横向弯曲和畸变翘曲的影响,采用能量法建立波形钢腹板单箱双室箱梁横向受力计算模型,并将能量法结果、试验结果与有限元计算结果进行了对比分析。然后采用有限元模型对波形钢腹板横向受力进行了参数分析,结果表明:中腹板厚度变化对顶板横向内力的影响不可忽略;波形钢腹板单箱多室箱梁顶板的横向内力随着腹板与顶板线刚度比的增大而减小。     

波形钢腹板单箱多室箱梁横向受力分析

波形钢腹板单箱多室箱梁横向跨距较大,波形钢腹板刚度相对较小,其横向受力比单箱单室箱梁的受力要复杂。通过波形钢腹板单箱双室试验梁的弹性阶段试验,分析了箱梁顶板的横向内力分布特点;考虑箱梁横向弯曲和畸变翘曲的影响,采用能量法建立波形钢腹板单箱双室箱梁横向受力计算模型,并将能量法结果、试验结果与有限元计算结果进行了对比分析。然后采用有限元模型对波形钢腹板横向受力进行了参数分析,结果表明:中腹板厚度变化对顶板横向内力的影响不可忽略;波形钢腹板单箱多室箱梁顶板的横向内力随着腹板与顶板线刚度比的增大而减小。     

波形钢腹板单箱多室箱梁横向受力分析

波形钢腹板单箱多室箱梁横向跨距较大,波形钢腹板刚度相对较小,其横向受力比单箱单室箱梁的受力要复杂。通过波形钢腹板单箱双室试验梁的弹性阶段试验,分析了箱梁顶板的横向内力分布特点;考虑箱梁横向弯曲和畸变翘曲的影响,采用能量法建立波形钢腹板单箱双室箱梁横向受力计算模型,并将能量法结果、试验结果与有限元计算结果进行了对比分析。采用有限元模型对波形钢腹板横向受力进行了参数分析,结果表明:中腹板厚度变化对顶板横向内力的影响不可忽略;波形钢腹板单箱多室箱梁顶板的横向内力随着腹板与顶板线刚度比的增大而减小。     

移动荷载速度对悬臂曲线箱梁剪力滞效应的影响

利用三维有限元通用软件ANSYS,设置相同的悬臂长度、弹性模量、泊松比和密度等参数,分别考察了7种不同的移动荷载速度对悬臂曲线箱梁和悬臂直线箱梁中剪力滞效应的影响.重点分析了荷载以不同速度移动到悬臂箱梁L/2处时该横截面上应力分布及剪力滞系数变化规律.结果表明:在移动荷载作用下,两种悬臂箱梁L/2处横截面上均出现正剪力滞现象;剪力滞系数随着移动荷载速度的增大而增大,当移动荷载速度小于2m/s时,剪力滞系数增长缓慢;当移动荷载速度超过2m/s时,剪力滞系数增长较快;悬臂曲线箱梁内侧剪力滞系数明显大于外侧剪力滞系数,悬臂直线箱梁剪力滞系数分布曲线介于悬臂曲线箱梁内侧与外侧剪力滞系数分布曲线之间.     

零温下在布里渊区边界二维绝缘铁磁体的磁振子软化

在二维正方绝缘铁磁系统基础上建立一个磁振子-声子相互作用模型．利用格林函数方法研究磁振子-声子相互作用下的二维绝缘铁磁体的磁振子谱，计算布里渊区边界的主要对称点线上的磁振子色散曲线．发现在布里渊区边界区域磁振子谱的软化和磁振子谱线增宽最明显．比较纵向声子与横向声子对磁振子谱的软化与磁振子谱线增宽的影响，并讨论各项参数的变化对磁振子谱的软化与磁振子谱线增宽的影响．     

零温下一维绝缘铁磁链的磁振子软化

在一维绝缘铁磁链系统基础上建立一个磁振子-声子相互作用模型.利用格林函数方法研究磁振子-声子相互作用下的一维绝缘铁磁链的磁振子谱, 计算布里渊区的磁振子色散曲线.发现在布里渊区边界区域磁振子谱的软化和磁振子谱线增宽最明显.讨论各项参数的变化对磁振子谱的软化与对磁振子谱线增宽的影响.     

腔磁杂化系统中磁振子阻塞的实现

为了研究腔磁杂化系统中磁振子分布的量子统计性质,构建了一种单量子源,并利用全量子理论在含有声子模的杂化腔磁系统中研究了磁振子阻塞的操控方案及其物理机制.通过求解主方程得到了磁振子的等时二阶关联函数和平均磁子数,并分析了腔模之间的耦合对磁振子反聚束的影响.数值模拟结果表明,增加隧穿耦合、腔与机械模的耦合、腔与磁子模的耦合可有效增强磁振子的反聚束效应.本方案可为在实验中实现单磁子源提供参考.     

三维面心立方晶体声子谱的严格解析解

在第三近邻相互作用情况下,利用晶格动力学严格求解三维面心立方晶体声子谱的严格解析解与其对应的极化向量.并在第一布里渊区的全空间讨论声子谱的特性,指出声子谱能量只在第一布里渊区的主要对称点线面上具有简并现象,并按其极化向量判断纵向声子与横向声子的特性.     

三维立方晶体声子谱的严格解析解

只考虑次近邻相互作用情况下,利用晶格动力学严格求解三维立方晶体声子谱的严格解析解与其对应的极化向量.并在第一布里渊区的全空间讨论声子谱的特性,指出声子谱能量只在第一布里渊区的主要对称点线面上具有简并现象,并按其极化向量判断纵向声子与横向声子的特性.给出非简并情况下的声子谱能量及其极化向量的严格解析解.     

Laser-field-induced magnon amplification in a magnetic semiconductor quantum well under an external magnetic field

The laser-field induced magnon amplification in a magnetic semiconductor quantum well under an external magnetic field was discussed, it is shown that when the laser frequency is near to the electron cyclotron frequency, no matter how weaker the laser field is, the magnon amplification always occurs. In case of fixed laser frequency, the optical absorption of magnons obeys the definite selection rule to the laser field strength. The rate of change of magnon occupation is calculated, and the amplification condition is given.     

耗散耦合腔磁系统中极化子的量子特性

利用非厄米腔磁学系统研究了相干耦合和耗散耦合对极化子量子性质的影响,并采用主方程数值模拟的方法研究了哈密顿本征能谱的特点.结果表明:在耗散耦合的作用下,本征能谱显示出不同于相干耦合的现象,即实部表现出能级吸引,虚部发生能级排斥.当系统中同时存在相干耦合和耗散耦合时,相干耦合对极化子的演化起主导作用,而耗散耦合仍会影响本征能谱的分布,并且不同相位下的本征能谱分布呈周期性变化.该研究结果可为腔磁学系统的量子信息处理提供理论参考.     

低温下XXZ反铁磁自旋链的自旋波谱

利用不变本征算符法及Dyson-Maleev（D-M）变换、点阵傅立叶变换、统计平均线性化近似等理论,研究XXZ反铁磁自旋链的自旋波谱变化规律,并推导出有限温度下XXZ反铁磁自旋链的自旋波能谱.在低温（kBT/Jz〈0.46）下,随着温度的升高磁振子软化逐渐加强;但是约化温度在0.46〈kBT/Jz〈0.621 3区域,随着温度的升高磁振子软化逐渐减弱.当kBT/Jz〉0.621 3时,非简谐近似下的反铁磁自旋链的自旋波能量,在第一布里渊区不出现软化现象,只有硬化现象,并且磁振子硬化与约化交换积分η=J┷/Jz无关.这表明XXZ反铁磁自旋链的自旋波谱与温度密切相关,并有2个转变温度kBT/Jz=0.46和kBT/Jz=0.621 3.     

基于高非线性光纤中SBS效应的慢光系统

实验研究了高非线性光纤(HNLF)中受激布里渊散射(SBS)的阈值、增益谱、放大特性及其慢光特性,并与普通单模光纤(SMF)进行了对比分析。测量实验表明,HNLF在线宽100MHz的泵浦激光作用下,SBS的阈值为60mW,增益带宽为150MHz,获得的最大慢光延迟量将近15ns,延迟谱与增益谱较好对应。对基于SBS的未来全光通信系统中的高性能光延迟线或全光缓存器具有重要的参考价值。     

腔磁力系统中的诱导透明和快慢光传播

为了在腔磁力系统中实现可控的磁子诱导透明、磁力诱导透明以及快慢光传播,建立了一个混合腔磁力系统.该系统由一个含有YIG球的微波腔和在z方向对球施加一个均匀的偏置磁场组成,并用强泵浦场驱动磁子和弱探测场驱动微波腔.研究表明,通过调节腔与磁子之间的相互作用强度和微波腔与磁子的耗散比,可以增加磁子诱导透明(MIT)、磁力诱导透明(MMIT)的效果和提高快慢光传播的速度.该研究结果可为磁力诱导放大、量子光学操纵和量子信息存储以及灵敏光开关的研究提供参考.