移动荷载下粘弹性层状沥青路面动力响应模型

交通荷载下沥青路面动力响应研究是建立路面动态设计体系的基础,是目前道路界研究的热点问题之一。将车辆荷载视为移动荷载,沥青路面结构视为层状体系结构,路面材料视为粘弹性材料,基于连续体系统动力学和线性理论,建立了沥青路面动力学模型。模型中将车轮荷载处理为间距足够大的周期荷载,采用Fourier 变换技术,在求解移动简谐荷载作用下沥青路面动力响应基础上,得到任意复杂分布形式的车轮荷载作用下的沥青路面动力响应。以一种典型的半刚性基层沥青路面为例,分析了其动力响应规律,与加速加载试验结果进行对比,在沥青面层底部动态应变时间历程曲线、动力响应横向分布规律和最大动应变数值等3 个方面,理论分析结果与试验结果吻合良好,验证了模型的可靠性。     

层状饱和场地中线性分布斜线荷载的动力Green函数

基于一种实用的Bo it模型,利用层状饱和土层的精确动力刚度矩阵,给出了层状饱和场地中线性分布荷载作用于与水平向有夹角的倾斜直线时的动力G reen函数,解决了利用间接边界元法分析局部地形对地震波散射及土-结构动力相互作用等研究中的关键问题。本文解答可以退化为W o lf弹性情况结果,最后进行了算例分析。     

粘弹性层状地基的动态响应

本文建立了层状地基的力学分析模型，并从基本方程出发，推导了在动荷载作用下层状粘弹性地基的地表响应公式，方法的有效性通过与动力有限元计算结果进行对比而予以验证。     

移动的车辆随机荷载作用下梁桥的瞬态响应

本文首先给出了车辆随机荷载的统计描述,然后建立了运动的平稳随机荷载作用下粘弹性地基上Euler-Bernoulli梁的运动方程,利用Green函数的概念和积分变换方法对梁的振动方程进行了求解,获得了梁的随机动挠度的理论表达式,还针对具体算例进行了数值计算分析.最后利用随机振动理论给出了随机响应的几种主要统计量的计算公式.     

粘弹性边界梁在低速冲击下的动力响应分析

实际工程中的梁结构通常具有粘弹性边界,这些约束表现为弹性和阻尼特征.建立了具有粘弹性边界梁的力学模型,该模型综合考虑弹性和阻尼支承、集中质量块以及支承不对称等情况,根据冲击局部区域的接触力-侵入深度关系式并利用拉格朗日方法建立了横向冲击下粘弹性边界梁的动力方程,并通过与简支梁在相同冲击条件下冲击力和横向位移的对比分析,说明了粘弹性支承对结构动力响应的影响.研究表明,粘弹性边界梁的横向位移比简支梁要小,而且位移到达峰值时的时间有所增加,从而提高结构的抗力.     

高速移动列车荷载作用下层状饱和地基-轨道耦合系统的动力响应

基于Biot流体饱和多孔介质理论,求得层状饱和地基表面移动荷载的动力格林函数,进而建立2.5维间接边界元方法,研究了高速移动列车荷载作用下层状饱和地基-轨道耦合系统的动力响应。该文通过与已有结果的比较验证了方法的正确性,并以均匀饱和半空间地基和饱和基岩上单一饱和土层地基为模型进行了数值计算,分析了列车移动速度和饱和土层等对动力响应的影响。研究表明,层状饱和地基和均匀饱和地基对应的动力响应有着显著的差别;列车移动速度接近饱和地基的Rayleigh波速时,会引起饱和地基-轨道耦合系统的共振,产生较大的动力响应;饱和地基不透水情况下动力响应最大,饱和地基透水情况下动力响应次之,干土情况下动力响应最小。另外,饱和土孔隙率、饱和基岩与饱和土层刚度比、饱和土层厚度等也对动力响应具有重要影响。     

埋置点源简谐荷载作用下Gibson土体动力Green函数

采用Hankel积分变换方法,研究了Gibson地基在内源简谐荷载作用下的动力响应问题;通过构造积分围道技术,利用对围道上奇点的特殊处理,以消除驻波相来满足实际波的辐射条件,得到了Gibson地基埋置点源简谐荷载的动力Green函数。通过具体算例,分析了地基土体非均质性、荷载埋置深度和激振频率等因素对地基土体表面竖向位移的影响。结果显示:(1)荷载埋置深度和荷载激振频率对地基表面位移幅值大小和波动性都影响较大;(2)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。     

运动荷载下Kelvin地基板的动力响应分析

基于Kirchhoff薄板理论,运用Fourier积分变换和三角函数级数法,研究了运动分布荷载作用下板的动态响应,并得到了板的变形的封闭形式解.通过数值计算,讨论了荷载运动速度、频率及地基参数等对板的变形的影响规律.该模型可以有效地分析道路、铁道等结构物在运动荷载下的动力响应问题.研究发现板的变形受荷载运动速度、频率和地基阻尼等影响明显.     

航炮冲击荷载作用下飞机机身结构动力响应分析

本文根据某型飞机机载航炮地面射击实测资料，分析了该机载航炮射击后座力和炮口冲击波压力场的动载特征，计算了冲击荷载作用下机身结构的振动响应。分析结果表明，炮口冲击波是引起机身结构及机舱内部设备强烈振动的主要因素。理论计算与实测记录相吻合。     

爆炸荷载作用下钢板与钢筋混凝土组合梁动力响应分析

本文应用分层Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ梁的非线性动力有限元法，研究化爆和核爆荷载作用下钢板与钢筋混凝土组合梁动力响应问题，探讨其动力响应特性以及钢板设置方式对钢筋混凝土梁动力响应的影响。     

移动随机线源荷载作用下黏弹性半空间体的动力响应

求解移动荷载作用下黏弹性半空间体的响应,是研究交通荷载引起的环境振动问题的基础。移动荷载作用下半空间体响应的积分形式解不难得出,但当荷载移动速度接近或大于瑞利波速时,被积函数往往具有奇异性和高振荡性,这就使得数值计算相当困难。该文研究了移动随机线源荷载作用下黏弹性半空间体的响应问题。利用虚拟激励法,将系统的随机振动分析转化为确定性分析,然后通过广义Duhamel积分得到了响应的积分形式解。将被积函数图形化确定了函数的积分限,通过自适应数值积分算法解决了被积函数的振荡性,最终得出了黏弹性半空间体动力响应的数值结果。为确保数值计算结果的正确性,同样计算了确定性荷载作用下半空间体的响应,并与已有文献结果进行了对比。在验证了数值算法正确性的基础上,计算了随机荷载作用下半空间体的响应,荷载移动速度涵盖了亚音速、跨音速和超音速三种情形。通过具体算例,分析了响应的时间和空间分布规律,并对荷载移动速度对响应的影响进行了分析。     

动态荷载作用下的路表响应分析

本文建立了柔性路面结构的层状半空间粘弹性力学分析模型,并从基本方程出发,在频域推导了在动荷载作用下的路表位移响应解析表达式。通过与相关文献计算结果的对比,对方法的有效性及正确性进行了验证。数值计算表明,利用本文方法求解路表的动态响应具有简单方便、精度较高的优点。     

在阻尼介质中简支矩形板的塑性动力响应

本文用矩量法求解简支矩形板的塑性动力响应,分析阻尼介质对简支矩形板塑性动力响应的影响,解出了矩形板的残余挠度和终止运动时间.     

基于非线性模型的沥青路面动力响应研究

根据路基变形的非线性及沥青路面具有明显粘弹性的特点,将沥青路面简化为非线性粘弹性地基上的粘弹性无限长梁,建立了移动载荷作用下非线性粘弹性梁系统动力响应数学模型。利用Adomian分解法和小波变换法得到求解稳态响应解析解的新方法。通过实际道路参数对沥青路面动力响应进行了数值仿真,研究了车速、车辆轴载、路面材料及温度对沥青路面动力响应的影响规律。结果表明该文提出的计算方法简便、快捷,是求解该类非线性动力响应问题的一种有效方法;非线性模型更能准确地反映重载及超载时沥青路面实际结构受力状态。     

移动随机荷载下沥青路面的动力学特性和参数影响分析

为研究车辆与路面的相互作用机理,采用四自由度二分之一悬架模型模拟车辆系统,以Kelvin地基上无限大双层Kirchhoff 薄板模拟沥青路面,建立了车辆-路面-路基相互作用系统。通过Fourier 积分变换得到路面动力响应的解析解,考虑路面随机不平度和车辆与路面的相互作用,研究了移动随机荷载作用下沥青路面动力响应的分布规律,进一步讨论了路面不平度、车辆载重、车辆悬架刚度、悬架阻尼、轮胎刚度和轮胎阻尼等参数对沥青路面动力响应的影响,形成了一套车辆对道路破坏性研究的系统化方法。结果表明：提高路面不平度等级、严禁车辆超载、限制轮胎超压、优化悬架刚度和悬架阻尼可有效降低路面的动力响应,延长路面的使用寿命,防止路面早期破坏。研究结果可为避免路面的早期破坏,延长路面的使用寿命提供理论参考。     

一维分数导数粘弹性饱和多孔介质层的稳态响应

固相骨架的应力-应变关系利用分数导数粘弹性Kelvin 模型来描述,在流相和固相微观不可压以及小变形的假定下建立了分数导数粘弹性饱和多孔介质层一维稳态响应的数学模型和运动控制方程,求得了分数导数粘弹性饱和多孔介质层一维稳态响应的固相位移和液相位移。通过数值算例分析了分数导数的阶数对稳态响应的影响。研究结果表明:固相位移和液相位移随频率的增大逐渐趋于零,在低频时,分数导数的阶数越大固相位移和液相位移越大。     

运动简谐振子作用下地基梁体系振动特性的半解析研究

该文研究了地基梁体系在运动简谐振子作用下的振动特性。其中,地基梁体系由均质各向同性的欧拉梁以及弹簧和阻尼器组成的粘弹性地基模型组成。而移动的简谐振子则通过单自由度体系来描述。推导地基梁体系-简谐振子的耦合振动控制方程,并通过引入中间变量建立该耦合振动控制方法状态空间方程,给出该状态空间的方程的逐步求解方法。最后,通过简单算例,研究地基的基本特性、简谐振子的基本特性对梁的振动的影响。     

加层压电半空间界面裂纹力电联合冲击动态响应

基于线性压电弹性理论,研究电绝缘和电接触两种电边界条件下,任意多个任意排列的压电加层半空间界面裂纹在力电联合冲击作用下的动态响问题。通过引进Laplace变换和 Fourier 变换及位错密度函数,将问题首先转化为Cauchy 奇异积分方程,进而转化为代数方程进行数值求解。数值算例表明,电载荷、加层厚度及材料参数对动能量释放率具有重要的但不同的影响。研究结果对结构设计及结构失效的预防具有理论和应用价值。     

粘弹性基桩瞬态动测响应研究

在考虑桩侧土体对基桩产生阻力的情况下,将基桩视为一维粘弹性杆件,推导了粘弹性基桩的振动方程,并考虑基桩置于地下后的三种支承情况,分析了其振动的固有频率。然后研究了基桩在瞬态激振力作用下的动态响应特性,得出了桩顶速度响应的解析解,同时对影响桩身响应的一些因素进行了分析。