粘弹性半空间在简谐分布荷载下的稳态响应

本文采用三参数分数导数粘弹性本构模型分析了粘弹性半空间在简谐分布荷载下的稳态响应。数值计算结果给出了衰减因子与频率和分数导数阶数之间的关系曲线。结果表明:当分数导数阶数在-1/2和1/3之间时,材料的阻尼效果最佳。这与 Rouse 的分子理论和由实验曲线拟合所得结果一致.     

基于RHT模型的冲击荷载作用下钢筋混凝土梁动力响应分析

为了研究冲击荷载下钢筋混凝土结构的响应规律,提出RHT本构模型,通过数值模拟研究冲击作用下钢筋混凝土梁的抗弯性能和损伤机理;通过动态摩擦理论建立冲击荷载接触模型,基于剪切变形理论和完全积分法计算排除沙漏模式,提高计算精度,由RHT本构模型输出损伤因子,辅以P-alphaEOS方程模拟混凝土压实效应,输出危险截面位移,利...     

弹性地基上Euler-Bernoulli梁的临界荷载计算

研究运用微分求积法(DQM)求解了弹性地基上功能梯度Euler-Bernoulli梁的屈曲临界荷载.首先基于Euler-Bernoulli梁理论,将弹性地基上功能梯度Euler-Bernoulli梁临界荷载的计算转化为一组变系数常微分方程的特征值问题,由微分求积法可以一次性地计算出Euler-Bernoulli梁的临界荷载.梁上离散节点采用非均匀等比数列和切比雪夫多项式的根两种布点方式,根据微分求积法计算梁的屈曲临界荷载时,二者的计算精度等价,且计算值与已有文献结果完全吻合,证明了微分求积法求解弹性地基上Euler-Bernoulli梁临界荷载的可行性和精确性.     

功能梯度梁临界荷载与固有频率的微分求积法计算

运用微分求积法(DQM)研究了轴向功能梯度变截面Euler-Bernoulli梁的屈曲临界荷载和固有频率,以及轴向荷载对功能梯度变截面梁固有频率的影响.首先基于Euler-Bernoulli梁理论,建立了求解功能梯度材料Euler-Bernoulli变截面梁屈曲临界荷载和固有频率的变系数常微分方程;然后基于微分求积法原理将梁的变系数常微分方程的特征值问题转化为一组线性代数方程组的特征值问题;再由QR法计算获得功能梯度变截面梁的屈曲临界荷载和固有频率.数值计算结果表明,采用等步长均匀网格时,微分求积法计算数值不稳定甚至失真,而用变步长非均匀网格获得计算值精度较高,如切比雪夫多项式的根作为离散节点分布形式;研究还表明,轴向拉力使梁的固有频率增大,压力使梁的固有频率减小,当第1阶固有频率为零时,对应的轴向压力即为梁的屈曲临界荷载.     

粘弹性板热机耦合非线性振动（Ⅰ）——动力学模型

建立了横向周期荷载、面内均布荷载和温度场作用下,考虑热传导效应的粘弹性矩形板的热机耦合非线性动力学模型.基于薄板大挠度Karman理论和用Boltzmann叠加原理描述的粘弹性材料本构方程、动力学平衡方程和热粘弹能量原理建立了考虑热传导效应的粘弹性矩形板的热机耦合非线性动力学模型,并用Galerkin方法将该热机耦合非线性动力学模型转化为非线性微分-积分动力系统.研究表明:1)在热传导系数和热膨胀都为0时,该热机耦合非线性动力学模型退化为粘弹性板动力学模型;2)在热传导系数为0而热膨胀不为0时,该热机耦合动力学模型简化为仅考虑热膨胀时的粘弹性板动力学模型;3) 当材料的粘性项为0时,即动力学模型中积分项为0时,该热机耦合动力学模型退化为热机耦合弹性板动力学模型.     

非线性粘弹性材料的微分型本构方程

本文从Volterra-Fréchet一维积分型本构方程出发,推导得出了一般非线性粘弹性材料的微分型本构方程。     

非线性粘弹性本构理论的讨论

阐述建立物质本构关系时应满足的基本公理，较详细地介绍了各种类型的非线性粘弹性本构关系，论述了对于非线性粘弹性问题求解具有实际意义的对应原理。     

非线性边界条件下粘弹性梁方程的整体解

对某些无穷维动力系统的研究现状及研究方法进行了总结与评述.考虑材料的粘性效应,建立了一类轴向载荷作用下的更一般的粘弹性梁方程,并利用Galerkin方法,证明了该方程在非线性边界条件下整体解的存在性,解对初值的连续依赖性,整体解的唯一性.     

Gibson土体内部作用沿深度分布简谐荷载的基本解

采用Hankel积分变换方法，研究了Gibson地基土体的Lamb问题，通过构造复平面上的积分围道技术，对解沿深度进行积分，利用对围道上奇点的处理方法，以消除驻波相来满足实际波的辐射条件，得到了沿深度不变、沿深度增加和沿深度减小等3种沿分布线荷载作用下，地基土体竖向位移的积分形式解.通过对沿深度均匀分布线荷载作用下的具体数值算例，分析了地基土体的非均质性、荷载频率以及分布深度等因素对地基土体表面竖向位移的影响.结果表明，在低频荷载作用下，地基土体的非均质性对其表面位移有较大影响.     

清水隧道围岩软土振动液化研究

铁路隧道建成后,运营期在高速列车循环振动荷载作用下,软土围岩有可能出现液化而导致隧道变形破坏.首先进行了列车振动荷载的模拟,确定出列车振动荷载的时程曲线,然后采用了适合岩土工程分析的大型有限差分法软件FLAC3D进行清水隧道出口段在列车振动荷载作用下围岩液化的可能性研究,得出了一些结论,为隧道施工及运营期的维护提供了有益的参考依据.     

车辆—路面空间耦合振动模型及其动力响应分析

为准确模拟行驶车辆作用下刚性路面的动力响应,建立车辆—路面空间耦合振动精细化分析模型。车辆采用质点—弹簧—阻尼器空间整车模型,混凝土刚性路面采用弹性地基板有限元模型,采用改进的谐波叠加法考虑路面平整度的三维空间分布,利用车轮和路面的位移协调方程将车辆振动和路面振动联立求解。实例分析表明,所建立的车—路耦合振动模型能够真实地反映车辆和路面间的空间几何耦合关系和力学耦合关系;在三维路面不平度的激励下,车辆和路面的动态响应均表现出明显的空间分布特性;与瞬态动力分析方法相比,利用考虑路面不平度空间分布的车—路耦合振动模型对混凝土路面进行车辆动力响应分析时,路面弯沉和板底应力有明显增大。     

敞开式桁架组合简支梁桥结构车辆荷载下振动响应分析

以某敞开式桁架组合简支梁桥结构为工程背景,基于车桥耦合振动分析理论,采用一种简化的车桥耦合振动分析方法,对该公路桥进行车辆荷载作用下的振动响应分析。分析研究了四种行车方式、六种行驶车速下组合桁架梁桥的振动响应。分析结果表明,该桥梁的各项动力指标满足设计安全要求。分析方法可为类似敞开式桁架组合简支梁桥结构设计提供参考。     

A damage-based constitutive model for rock under impacting load

Using the Splitting Hopkinson Pressure Bar (SHPB) experimental system, investigations were made into the dynamic mechanical performances of underground soft rocks. The experiments proved that the measured stress–strain curves display the characteristics of plastic deformation. By making use of a revised overstress constitutive formula for the stress model and by taking into account that the strain rate and strain are a function of 1 − E(t)/E₀, a revised overstress constitutive formula for the stress model was simplified by applying dimensional analysis and consequently, a simplified overstress formula was obtained for the stress model. Then, by taking into consideration the effects of damage under a dynamic load on the dynamic loading strength of the rock, the continuous damage theory and the statistical strength theory were introduced into the development of the simplified overstress constitutive formula for the stress model. Hence, a damage-based constitutive formula for an overstress model, which can be appropriately applied to the analysis of full dynamic stress–strain curves, was developed. By using the simplified damage-based constitutive formula for an overstress model, the actually measured curves are fitted, indicating that the fitting curves and those actually measured are in good agreement.     

车辆多级行星传动系统强迫扭转振动与动载特性

针对某车辆行星传动系统,以发动机动态转矩为激励,采用集中参数法建立纯扭转强迫振动模型,利用拉格朗日方程建立系统微分方程并进行求解。分析了各部件在同一档位的振幅特性,得出不同部件的振动特点。研究了不同档位下行星排的振动,得出行星排在空载与受载时扭振的差异。最后对行星排啮合力波动量和动载荷系数进行计算,为行星传动系统设计和动态分析提供了依据。     

混凝土整体式肋形结构主梁计算模型的简化

当主梁与柱的线刚度比大于某定值(3、4或5)时,混凝土整体式肋形结构中的主梁可简化为以柱为铰支座的多跨连续梁进行内力计算.对连续梁和框架两种不同的计算模型,分别计算了在不同的梁柱线刚度比k情况下控制截面的内力,得到了不同跨数、不同荷载布置下的k~β曲线.经比较分析认为:当k≥4时,主梁可简化成连续梁计算,此时两种计算模型控制截面内力的误差β均小于10%.本研究成果为肋形结构中主梁计算模型的简化问题作了详尽的说明.     

预应力等效荷载计算的通用方法及其简化

应用微分几何曲线论基本公式,建立了张拉按抛物线布置的预应力筋引起的等效荷载计算的通用方法及通用方法的简化方法．经计算分析,给出了目前张拉预应力筋引起的等效荷载计算的常规方法的适用范围．为合理设计预应力混凝土转换梁等特色结构提供了部分参考．     

非线性振动系统的主共振的增量谐波平衡法

利用增量谐波平衡法来研究单自由度非线性振动系统的主共振 .用傅里叶级数展开与时间有关的量 ,然后应用增量谐波平衡法 ,得到一个非线性的代数方程组 ,并建立了适合于计算机运算的数值模型 ,算例表明此方法是有效的     

移动双轴汽车荷载作用下梁桥动力特性的数值模拟

建立双轴汽车模型对简支梁桥在移动汽车荷载作用下的动力响应问题进行了研究。分别分析了一辆汽车以不同车速、不同车重及通过不同跨径桥梁时的情况,并给出了相应情况下的简支梁桥跨中动位移的变化曲线。对直观地了解车—桥耦合振动系统的动力特性及系统数值模拟具有一定的参考价值。     

Reasons and laws of ground vibration amplification induced by vertical dynamic load

The phenomenon of ground vibration amplification caused by railway traffic was found and proved. In order to study the reasons which cause the amplification, a drop-weight test was performed. Then, the model for both homogeneous and layered soil subjected to a harmonic vertical load was built. With the help of this model, displacement Green＇s function was calculated and the propagation laws of ground vibration responses were discussed. Results show that： 1） When applying a harmonic load on the half-space surface, the amplitude of ground vibrations attenuate with fluctuation, which is caused by the superposition of bulk and Rayleigh waves. 2） Vibration amplification can be enlarged under the conditions of embedded source and the soil layers. 3） In practice, the fluctuant attenuation should be paid attention to especially for the vibration receivers who are sensitive to single low frequencies（〈10 Hz）. Moreover, for the case of embedded loads, it should also be paid attention to that the receivers are located at the place where the horizontal distance is similar to embedded depth, usually 10 to 30 m for metro lines.