矿用提升机卷筒衬垫的作用与选择

运用有限单无法分析了提升机卷筒的应力的变形，从卷筒筒壳的强度、刚度及衬垫的磨损等方面，讨论了衬垫所起的作用及衬垫材料的选择等问题。分析了ＭＣ铸型尼龙作为缠绕式提升机卷筒木质衬垫替代材料的可行性。     

摩擦提升滑动时衬垫瞬态温度场数值模拟

根据钢丝绳与衬垫间的摩擦传动方程以及摩擦提升滑动过程特性,基于热传导理论构建了衬垫瞬态温度场模型;应用积分变换法推导出衬垫温度场解析计算式．以摩擦提升超载滑动的2种工况为例,对衬垫温度场进行仿真试验,结果表明：滚筒静止时,衬垫温度随围包角增大而增大,且随相对滑速的增加而急剧升高;当滚筒转动时,衬垫温度在受热和散热循环中上升,总体温度较滚筒静止时低且较小围包角处温升滞后．摩擦热量集中在热影响表面层,其厚度仅为4mm,接触表面温度梯度最大,沿绳槽径向迅速减小;温度梯度和热影响表面层厚度随相对滑速的增大而增大;衬垫温度沿径向急剧降低且随圆心角增大而减小;并得到了2种滑动工况下衬垫失效时的相对滑速和滑动距离,为摩擦提升防滑设计提供理论依据．     

多层框架整体平移后隔震连接的减震性能研究

以对隔震连接的构造设计、滑动层材料的力学性能以及建筑物隔震性能进行了试验研究和数值模拟分析.结果表明,整体平移到位后结构具有隔震连接的便利条件;摩擦系数小于0.2的聚四氟乙烯板、不锈钢板等均可以作为滑动层材料;隔震效果随着摩擦系数的减小而提高,但滑动层的位移也随之增大,通过设置复位弹簧可以减小滑动位移,隔震效果随着复位弹簧刚度的增大而降低.提出以聚四氟乙烯板作为滑动材料,同时设置刚度为500 kN/m、最大压缩行程为150 mm的复位、限位弹簧的优化设计方案.     

基坑工程钢支撑BFW活络端在偏心荷载作用下的力学性能

为了改善基坑工程钢支撑活络端力学性能,有效控制基坑的稳定与变形,研发了螺栓紧固锥楔型(bolt fasten wedge,BFW)活络端.按照1∶1比例对活络端试件进行加工制作,并在最不利工况下对其进行了偏心和轴心荷载作用下的承载力试验,采用ABAQUS有限元软件对试件的试验加载过程进行了数值模拟并分析了其力学性能.结果表明:1)加载前期,试件处于线性受压阶段,位移较小,稳定性好.相对比于轴心受压,试件在偏心荷载作用下,其承载能力没有明显下降,但刚度略有降低.活络端在轴心和偏心荷载作用下的极限承载力约为5 800 k N.2)活络端的最终破坏形式为螺栓断裂.提高螺栓强度、增加受力螺栓个数可以提高活络端的整体承载能力.3)在偏心荷载作用下,活络端沿偏心方向发生偏转.X向偏心刚度最大,双向偏心刚度次之,Y向偏心方向刚度最小.     

K型偏心支撑钢框架的地震反应分析

偏心支撑结构弹性阶段刚度大,塑性阶段耗能能力强,是适用于高烈度地震区的一种有效的抗侧力结构体系。采用梁单元与壳单元相结合的非线性有限元模型,对K型偏心支撑钢框架进行弹塑性时程分析,研究耗能梁段的长度、腹板高厚比和加劲肋间距的变化对K型偏心支撑钢框架结构抗震性能的影响,提出了相应的抗震设计建议。     

灌浆料加固钢筋混凝土偏心受压柱研究

为了研究高强无收缩灌浆料加固钢筋混凝土偏心受压柱的效果,设计制作了8个偏心加固构件和2个对比构件。通过偏心受压试验,研究了不同加固形式和加固厚度对大、小偏心柱抗压承载力的影响。试验结果表明:原构件混凝土和高强灌浆料加固层间能很好地协同工作、共同受力;采用高强灌浆料作为新增材料加固偏心受压柱,偏心受压柱的极限承载能力得到了较大的提高,单侧加固试件的极限承载力提高了76%～283%,两侧加固试件的极限承载力提高了249%～329%;大偏心受压柱的刚度和极限承载力与受加固层厚度呈正相关,而小偏心受压柱的刚度和极限承载力受加固层厚度影响较小,主要与被加固混凝土强度相关。     

K型偏心支撑钢框架在循环荷载作用下的滞回性能分析

K型偏心支撑钢框架是偏心支撑结构中常用的一种抗震耗能结构形式,偏心支撑结构弹性阶段刚度大,塑性阶段耗能能力强是适用于高烈度震区的一种有效的抗侧力结构体系.根据偏心支撑结构在地震荷载作用下耗能梁段进入塑性的破坏特点,提出了耗能梁段采用曲壳单元和其余构件采用梁单元的非线性有限元模型来分析K型偏心支撑钢框架在循环荷载作用下的滞回性能和破坏机理,并自编了计算程序.通过有限元模拟计算分析,得到了K型偏心支撑钢框架抗震设计中合理的支撑截面大小、耗能梁段长度、高跨比、加劲肋间距、加劲肋厚度、腹板厚度等设计参数的确定方法.     

摩擦提升机衬垫摩擦温度的近似计算

针对绝对滑动衬垫表面热流密度随时间变化的情况，依照求解热传导问题的积分法提出了计算多绳摩擦提升机衬垫摩擦温度的近似方法，并对其应用进行了分析和讨论．     

摩擦提升钢丝绳滑动的安全性及可靠性

本文首次从衬垫摩擦系数随摩擦温升而变化的角度推导了钢丝绳滑动时的摩擦传动方程,并以此研究了摩擦提升钢丝绳滑动的安全性和可靠性,提出了钢丝绳安全滑动的容许温升设计准则。     

基于桩土共同作用下的注浆微型桩设计计算

将桩土复合体视为一个整体,简化为连续中厚档板,滑动面以上为弹性板,滑动面以下为刚性板,利用等效刚度原则求到桩土复合体的等效刚度,采用滑动面处位移相等原则,保证桩身在滑动面处的内力和变形位移的连续性以及反应土体的连续性,使计算结果更符合微型桩群的实际受力情况。板的计算参数取用岩土体计算参数,进而计算出桩体的变形位移及内力。通过实例求解得到桩土复合体的位移及内力图,与数值计算方法和悬臂桩法计算所得变形位移及内力图变化趋势相同,且变形位移和内力的计算结果偏大,为桩土破坏提供了一定的安全储备空间。     

径向荷载作用下多排圆柱壳八塑性铰变形行为研究

研究圆柱壳的径向动力变形行为,有助于构造具有高吸能率的抗爆结构.与单个圆柱壳径向受压四塑性铰变形机构相比,多排圆柱壳因受相邻两圆柱壳横向约束,其变形特征有所不同.通过对多排圆柱壳的受力分析、准静态压力实验、小药量爆炸实验和数值模拟研究,明确了径向荷载作用下多排圆柱壳的塑性变形行为,提出并确立了八塑性铰变形机构,即由四个塑性区边缘不断外移的移动铰和四个塑性区相对大小不变的固定铰组成.进一步,确定了转动区尺寸及塑性铰位置,计及应变率效应和材料硬化效应,建立了八塑性铰机构塑性铰附近的塑性弯矩表达式,为用模态法求解多排圆柱壳的大变形问题奠定了基础.     

圆柱壳在静水压力作用下的弹塑性稳定

本文推导出大挠度圆柱壳在静水压力作用下弹塑性稳定问题增量形式的基本方程,并采用伽辽金配点法分析了两端简支圆柱壳的算例,所得计算结果与已有文献和实验结果基本一致。     

中厚圆柱壳弯曲问题的位移解

目前在壳体的计算中,多采用经典的薄壳理论,即不考虑剪切变形的影响.然而,随着复合材料层合结构的广泛应用,在板壳理论中考虑横向剪切变形的影响显的愈来愈重要.提出了中厚壳圆柱壳的位移解法,首先基于圆柱壳的一阶精确理论,通过引入三个位移函数,同时运用柯西-黎曼条件,推导出了中厚圆柱壳的控制微分方程,并给出了方程的解和相应的数值结果.所得结果符合力学规律,为中厚圆柱壳弯曲问题的研究提供了理论基础.     

高速高效率的行波型锥面超声波电机

为了解决传统行波型超声波电机转速不高、效率低下且加工要求高的问题,提出一种新型锥面结构的行波型超声波电机.锥面电机采用锥面转子代替平面转子,定、转子之间的接触部分从上下平面过渡到内外侧锥面,并通过板簧实现接触面的偏心补偿.介绍适合锥面电机的定子结构,通过对定子内外侧锥角进行一系列的实验研究找到锥面超声波电机最适合的尺寸,采用ANSYS软件仿真发现,优化后的锥面定子最大振幅集中在定、转子接触部分,从而实现能量的高效传播.合理设计板簧尺寸,既补偿了定转子运行过程中出现的偏心现象,又在一定程度上大大简化了电机加工工序.研制直径为30 mm的行波型超声波电机样机,实验结果表明,该锥面超声波电机空载转速高达400 r/min,堵转力矩达到0.08 N·m.     

平面冲击载荷下不同形式含柱壳结构的防护性能

以防护工程中新型分配层的设计为背景,对含单层和两层柱壳的混凝土结构中应力波的衰减和演化规律进行理论和数值分析,经过大量的计算发现,柱壳的纵向位置、层间距和排列形式对结构的削波性能有着较大的影响。计算结果表明：含单层柱壳时,柱壳距离被保护区域越近,结构的削波性能越好;当含双层结构时,被保护区域的应力时程曲线呈现明显的＂驼峰＂状,柱壳的层间距越小,结构对应力波的隔离效应越明显,且两层柱壳错开结构防护效果优于对齐结构。     

Optimal impulsive ellipse-to-circle coplanar rendezvous

The problem of ellipse-to-circle coplanar rendezvous with chaser spacecraft in low eccentricity was investigated in this paper. With reference frame established in the centroid of the target spacecraft, the process of ellipse-to-circle coplanar rendezvous was described by the relative equations based on cylindrical reference frame, and then the solutions and distributions of optimal rendezvous models of a kind of close ellipse-to-circle coplanar rendezvous were provided. The simulation results showed that the guidance law based on the optimal rendezvous model in this research has good performance, and that the distributions of optimal rendezvous models of ellipse-to-circle coplanar rendezvous with the chaser spacecraft in low eccentricity are similar, albeit with slight difference, to those of rendezvous between close circular orbits. The work in this paper is a useful extension to Prussing’s optimal rendezvous theory between close circular orbits. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 90305024)     

有限长圆柱壳体声辐射特性影响因素研究

以水下简支薄壳为研究对象，对外力激励下有限长圆柱壳体声辐射特性的影响因素进行了研究.考虑有限长圆柱壳体与声场之间的互耦合，并讨论它们之间的互辐射阻抗对壳体的辐射声压级和表面振动均方速度级的影响，着重分析了壳体的纵横比以及材质对圆柱壳体声辐射特性的影响.数值计算结果表明,结构与声场之间的互辐射阻抗对壳体的辐射声压级有一定的影响，但是对表面振动均方速度级的影响很小；壳体厚度对声辐射特性的影响比长度对声辐射特性的影响更为明显；材质对声辐射特性的影响是不可忽略的因素.     

圆柱壳应力分析的样条函数方法

本文提出了利用双三次B样条插值对圆柱壳进行应力分析的方法。本方法适用于变壁厚圆柱壳在各种外荷载作用下的应力场和位移场分析。采用先处理法,可适用于各种边界条件。文中给出了算例,与经典解析解及实验数据相比,结果都是令人满意的。     

单层柱面网壳结构的非线性稳定性研究

基于非线性屈曲理论，以非线性有限元为工具，建立了单层网壳结构的稳定性分析的有效计算方法。将具有广泛适用性的判断结构稳定状态的准则引入到结构强度计算中，使强度问题与稳定问题统一在一起，并以结构当前刚度参数来反映结构的软化程度，采用柱面弧长法进行过程限踪。重点研究了单层柱面网壳的非线性屈曲行为。     

弹性地基中变厚度圆柱壳的轴对称弯曲

圆柱壳是工程中常用的一种壳体结构(构件),但对于弹性地基中变厚度圆柱壳的研究却较少.在等截面圆柱壳初参数解的基础上,利用阶梯折算法和传递矩阵法,研究了弹性地基中沿轴向任意变厚度圆柱壳的轴对称弯曲问题,所得公式具有简捷、统一的特点,适合计算机编程.文末给出了算例.结果表明利用传递矩阵法分析变厚度圆柱壳是非常有效的.对沿轴向任意变厚度圆柱壳,可得到满意的计算结果;对阶梯型圆柱壳,可得到准确计算结果.这种分析方法还可以进一步推广到环向加肋的圆柱壳和变基床系数的弹性地基中圆柱壳的轴对称弯曲分析.