改进分数阶Tikhonov正则化的截割煤岩载荷识别方法

为探究截齿截割煤岩载荷的有效识别方法,实现截割载荷特征的提取与辨识,根据分数阶微积分理论,将经典的整数阶Tikhonov正则化推广到分数阶模式,构造改进分数阶滤波因子,提出了一种改进分数阶Tikhonov正则化方法和算法。根据时域方法理论建立截割煤岩载荷的识别模型,通过核函数方法将载荷表示为一系列核函数的叠加,测量载荷表示为输入载荷和核函数响应之间的卷积分形式,采用离散化将卷积方程转化为线性方程组,利用改进分数阶正则化方法将反求过程转化为一类无约束优化问题,并采用新超记忆梯度法求解目标函数。研究表明:随着分数阶次的增大,均方根误差(RMSE)及迭代次数值呈先减小后增大的趋势,存在着最小RMSE和最少迭代次数值,可以判断存在最优的分数阶次,即α=05,此时载荷识别效果相对理想。与整数阶和分数阶Tikhonov正则化方法相比较,改进的算法不仅能够保留较小奇异值对应的分量,且也能抑制较大奇异值对应的分量,从而能够有效克服载荷识别的病态性,且被识别载荷与试验载荷的均方根误差(RMSE)分别为0418 2,0388 4,0366 5,及迭代次数分别为19,14,11,具有较高的精度,能够克服其解的光滑性,且载荷细节特征能够较好被识别。据此,改进分数阶正则化方法在截割煤岩载荷识别方面具有更强的抗噪性和鲁棒性,为解决截割煤岩载荷及矿山机械工程中的载荷识别问题提供了一种有效研究方法。     

基于尖点突变理论的层状围岩失稳判据研究

在层状围岩(岩体梁)地质力学模型和势能函数的基础上,建立了弯折失稳破坏的尖点突变模型,研究系统状态下发生突变时外界的控制条件,主要阐述非线性系统如何从连续渐变状态走向系统性质的突变,并据此分析了层状围岩(岩体梁)突变失稳破坏过程中的能量释放的发生机理。基于定态曲面方程和分支曲线方程,推导得出系统失稳的充要力学条件,建立了符合实际的岩体破坏分析方法和失稳判据。岩体梁失稳判据揭示,围岩的稳定性主要由外力的p,q,岩体的弹性模量E,重度rc,层间剪应力τ以及几何形态l,h决定。结合矿区巷道围岩实例,运用尖点突变失稳判据分析与实际结果一致性达84%以上。     

特征值法在软岩巷道围岩变形形态分类中的应用

通过对变形曲线的分析，提出了研究围岩变形规律的特征值法，根据大量实测曲线中几类特征值离散性小的特点，介绍了该法在围岩变形形态分类中的应用。     

附限制条件间接平差的一种解法及其应用

间接平差中限制条件的存在表明观测方程中的未知参数蕴含有函数不独立的未知参数,该文应用限制条件将函数不独立部分未知参数表示为函数独立部分未知参数的函数,代入观测方程消去函数不独立部分未知参数后再进行最小二乘平差;推导了这种解法的全部计算公式并证明了其解与传统平差法的解完全相等;简要说明了解法的原理在联系参数函数不独立扩建网极大验后估计公式推证中的应用。     

如何提高梁的弯曲强度

如何提高梁的弯曲强度,增大梁的承载能力,在机械工程中可以采用的方法有合理布置载荷、合理布置梁的支座、合理选择梁的截面形状、采用等强度梁等。文章介绍了这些方法的应用,以便为机械结构中梁的合理设计提供理论依据。     

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．     

浅析简支梁的弯曲强度

受集中载荷和均布载荷作用的简支梁在工程中的应用非常广泛 ,如矿井巷道梯形坑的横梁 ,矿车的轴 ,矿车上连接箱体和轴的部件 ,建筑物中的梁 ,桥梁等 ,都可简化成简支梁上承受集中载荷或均布载荷作用。主要分析简支梁在集中载荷和均布载荷作用下的弯曲强度问题。     

深海采矿扬矿管横向运动特性

将扬矿管考虑成弹性梁，通过分析梁单元在垂直平面所受的各种横向载荷的影响，建立梁单元横向振动的数学模型，同时根据扬矿管的边界条件，利用伽疗金法，对运动方程进行求解。求出扬矿管相对于船的偏移、扬矿管的弯曲应力以及在不同拖航速度及不同时刻扬矿管的偏移和弯曲应力的变化规律，给扬矿管的整体设计提供依据。     

圆管带式输送机桁架梁结构的有限元分析

介绍了桁架梁的结构特点,分析了桁架梁杆件的受力情况,确定了桁架梁强度分析的载荷工况组合。针对圆管带式输送机桁架梁结构的特殊性,将ANSYS应用于桁架梁结构分析中,通过建立桁架梁的有限元模型,分析桁架梁在多种工况载荷组合下其主要杆件应力、应变和位移的变化情况。说明ANSYS软件可为设计经济可靠的桁架梁提供有力的计算工具和实现方法。利用APDL语言实现参数化分析,便于进行桁架梁结构轻量化设计。     

三维采空区内瓦斯,氮气的扩散运动及有限元解法

应用三维多孔介质流场的紊流扩散方程和迎风加权Ｇａｌｅｒｋｉｎ有限元法，研究瓦斯、氮气在三维采空区内的扩散运动和浓度分布．给出的结点加权法有效地避免了求解扩散方程时的数值振荡．简单介绍了三维采空区速度场的解法，此速度场是按照采空区非线性渗流实际特点，依据与三维多孔介质流场紊流扩散方程相匹配的非线性渗流方程，应用文中提出的非线性渗流的Ｈ－Ｖ方程组和有限元法得出的．最后，给出了一个三维采空区注氮问题的典型算例．     

Ⅵ型凿井井架在大断面井筒施工中的应用

通过对临时凿井井架的使用范围分析,介绍Ⅵ型凿井井架在大断面井筒施工中应用,简单介绍Ⅵ型凿井井架结构技术特征,及在葫芦素煤矿主井井筒施工中的天轮平台平面布置、井架承受载荷和实际应用中的几点体会.     

旋回破碎机下架体内力分析

旋回破碎机架体的力学计算中，其上架体的强度计算已有介绍。本文使用梁弯曲超静定问题中的力法正则方程，对下架体进行内力分析。     

固体充填开采顶板多跨超静定结构分析与充填支架 控制作用研究

为解决不同地质与开采条件下充填支架的关键参数确定问题,以充填开采条件下岩层移动的实际变形形态为基础,将基本顶作为研究对象,建立了基于多跨超静定结构的“顶板-支架-充填体”相互作用力学模型,煤壁和充填体为主要承载体,充填支架对顶板起限定变形作用,据此建立了连续顶板的力学平衡方程和变形协调方程,在充填支架支撑载荷未知的情况下进行问题的求解,将充填体分布弹性地基支承离散为若干跨等效弹性支承,取单跨隔离体进行分析,建立截面切口形变分量方程,进而推导得出跨间截面切口形变分量的矩阵表达式,得到的n+2个变形协调方程与3个平衡方程构成n+5个求解方程,对应n+5个未知约束,所求问题全部得解;为了更真实地反映顶板载荷的分布,更合理地分析顶板、支架和充填体的相互作用关系,尝试将力学模型与数值模型相结合,改变以往力学模型中将顶板载荷作为均布载荷的简化分析方法,建立与力学模型中充填支架作用和充填体参数一致的数值模型,将数值计算得出的覆岩应力曲线作为顶板载荷q(x),代入“顶板-支架-充填体”相互作用力学模型,由此解出模型中所有支座的反力、梁体内力、梁端弯矩等未知量,从而得出顶板载荷、支架和充填体支撑作用力的相互作用关系,通过具体算例分析了不同充填体弹性地基系数和不同顶板限定变形量条件下双顶梁结构充填支架前顶梁和后顶梁支护强度的变化规律,为充填支架关键参数的确定提供有效依据。     

矿区层状地基中应力和位移场的数值分析

利用层状材料的广义Kelvin基本解，建立了计算矿区三维层状地基的应力和位移的方法。将广义Kelvin基本解与边界元方法相结合，建立层状地基边值问题的边界积分方程，方程中不含有层状材料交界面上的积分。对于核函数中出现的奇异积分做了详细的解答。算例分析表明，本文建议的方法可以获得较高的计算精度。     

基于ANSYS的U型钢反拱梁承载性能及稳定性分析

针对U型钢截面反拱梁失稳破坏问题,应用CAD与ANSYS两软件联合建立U型钢反拱梁有限元模型,采用ANSYS内置的非线性屈曲分析模块,模拟分析U25,U29和U36这3种不同截面反拱梁在承受径向均布载荷条件下临界屈曲载荷和极限承载力与反拱圆心角之间的关系,并在求解过程中监测跨中节点竖向载荷-位移曲线。ANSYS 数值模拟分析结果表明：3种截面反拱圆心角在70°时临界屈曲载荷达到最大值,随后圆心角加大则屈曲载荷平均以4.0%的速度缓慢下降,表明反拱梁在圆心角70°时稳定性最好;当反拱梁圆心角小于70°时,反拱极限承载力以34.3%的增幅递增,呈快速增长趋势;当圆心角大于70°时,反拱承载力则以14.5%的增幅缓慢增长,增幅速度较为平缓。研究结果为工程应用提供了可行方法和理论依据。     

偏微分方程的小波求解法及其在燃烧计算中的初步应用

由于小波函数在时间与频域上局部性很好,因此在偏微分方程奇异性和瞬时突变性问题的解决中起着关键的作用。本设计在燃烧计算中构建燃烧过程多组分可压流动力学模型,并引入了二维的N-S方程,然后提出小波自适应配点法,研究了多组分燃烧计算中的应用问题。     

露天爆破对主运输平硐振动影响的模拟分析

目前，爆破动载荷模拟分析软件在国内外尚未见报道。南芬露天铁矿运输主平硐在生产中要经受长期大爆破振动的考验，需要进行长期爆破对平硐振动影响的评价，为此，应用突加载荷法来模拟爆破振动响应，模拟中采用位移等效原则来确定突加载荷的大小、作用时间和作用范围，通过大型岩体力学有限元分析软件FLAC计算，以进行岩体内的动态应力场的分析和巷道围岩稳定性的研究。工程实际数据检验，表明这种方法是正确的。     

精密水准测量在单桩静载荷试验中的应用

分析了大吨位单桩竖向抗压静载荷试验加载卸载过程中由于桩身周边土体沉隆造成的基准梁变形问题及其对试验结果产生的影响,并详细介绍了一种精确测定基准梁变形从而消除此影响的常用方法--精密水准测量方法,并通过工程实例验证了此方法在大吨位静载荷测试中的重要性及可靠性.     

层状岩石节理状顶板依据楔块梁机理的设计

采矿实践和研究均已证实，层状岩石中节理状顶板具有楔块梁结构的性能，其强度大于用连续梁理论确定的强度。以前的研究论证了楔块梁机理，并提出了估计楔块梁抗压碎强度和抗弯曲强度的方法。然而，有关包含多条中部节理的楔块梁的研究尚不充分，且未曾论及诸如楔块梁支护、楔块梁机理在采矿环境中应用等问题。本文基于数值分析结果和试验结果，研究包含多条中部书理的模块梁机理和桥架支护，并讨论楔块梁机理在地下矿山巷道中的应用。     

磨矿动力学研究概述

基于磨矿动力学研究现状,论文介绍了n阶磨矿动力学方程、总体平衡动力学模型以及基于智能算法的磨矿数学模型等三种磨矿动力学模型,并重点分析了总体平衡动力学模型及其中的破碎函数和选择函数。研究认为,总体平衡动力学模型在国外应用广泛,应用前景良好,但它在国内的研究和应用严重滞后,亟待业界关注研究。