水下爆炸气泡脉动的数值计算

水下近场爆炸可分为装药的爆轰、冲击波的产生和传播、气泡的形成和脉动.尽管气泡脉动压力峰值较冲击波小,但是近场水下爆炸气泡能量的衰减较冲击波慢,所以其对结构的影响却是不可忽视的.在充分考虑了能量的消耗,加入了虚拟力以及气泡能对整个气泡脉动特征的影响后,改进了水下爆炸引起气泡的脉动规律和水中压力分布规律的基本方程.利用采用龙格-库塔数值方法计算出了气泡的脉动直径、周期、速度和水中压力.所得计算结果与已有的各实验数据吻合良好.因此说明该方法对气泡脉动的描述非常符合真实情况.通过分析得出在近场时冲击波和气泡脉动压力波对于结构的破坏都有重要作用.     

装药量对近壁面气泡形态影响的研究

采用AUTODYN模拟对TNT近壁面水下爆炸冲击波传播过程和气泡脉动过程,研究了气泡结构形状、二次压力波和射流现象,发现模拟结果和试验结果一致.比较研究了TNT装药对气泡形状结构的影响,结果表明:在装药较少时,气泡底部射流会刺穿气泡;在装药较大时,气泡上部射流会刺穿气泡;当装药较大或者较小时,气泡为单冠;其他装药时,底侧面射流会切割气泡形成双冠.     

隧道复合式衬砌防水层破坏特性的里兹法分析

为了分析公路隧道防水层渗漏水产生的原因,应用平板大挠度理论中的里兹法,对隧道复合式衬砌防水层中的防水板在混凝土基体缺陷与水压力作用下的破坏特性进行研究,建立了长方形与椭圆形混凝土缺陷下防水板中心挠度公式与板内应力 应变计算公式,采用第一强度理论推导了防水板的临界深度及临界荷载.研究结果表明,防水板最大主应力在混凝土长方形基体缺陷下出现在长边中点,在椭圆形基体缺陷下出现在中心位置,防水板的破坏与混凝土基体缺陷的具体尺寸有关.研究结果将为选择合适的防水板,设计合理的防水设计方案,研究防水板的施工新工艺提供重要的参考依据.     

水下爆炸气泡脉动特性的试验研究

为了分析水下爆炸气泡的脉动特性,直观地观察水下爆炸气体产物的脉动过程,将高速摄影技术应用于水下爆炸试验研究,观察到了气泡在水中发生多次脉动直至最后溃灭的全过程．通过对所得照片的分析,得到了不同药量水下爆炸的气泡最大半径和脉动周期等宝贵的第一手数据．将试验结果与已有的水下爆炸理论公式进行了比较分析,试验数据与理论公式计算结果吻合较好,从而在进一步试验验证理论计算公式正确性的同时,证明了高速摄影技术在水下爆炸气泡脉动特性试验研究中的重要作用．     

圆板平面问题与弯曲问题的自然边界元法

以Airy应力函数为未知量的板内平面问题和以挠度为未知量的薄板弯曲问题都可归为双调和方程边值问题,二者具有相似性.根据圆内双调和问题自然边界归化后的Poisson 积分式,分别得到了圆板内平面问题Airy应力函数以及弯曲问题挠度的边界积分公式,由积分公式对简单边值问题可直接积分得到解析解,对复杂边值问题可得到高精度数值解.     

圆柱壳在水下爆炸作用下鞭状响应试验研究

针对药包在模型中部位置情况,研究了不同潜深,不同爆距和不同方位角下圆柱壳模型鞭状响应的发展过程和变化规律.利用大型室内爆炸筒,将高速摄影技术和应变测量相结合定量捕捉爆炸气泡和模型的相互作用过程,发现模型的响应可分解为主要受气泡滞后流支配的刚体运动和以湿模态一阶垂向振动为主的弹性振动两部分.当气泡脉动频率与模型振动频率接近时,气泡脉动压力和滞后流与模型冲击振动产生的正叠加效应,使模型产生鞭状响应,最大应变响应值为冲击波作用响应峰值的2~4倍,且受爆距、方位角和潜深影响.     

两点爆炸冲击波对冰的破坏效应的仿真分析

为研究两点水下爆炸冲击波对冰体的破坏效应,基于ANSYS/Ls-dyna仿真软件,分析了同时起爆的情况下相间距对冲击波破坏冰体的影响,并与单点爆炸情况进行冲击波峰值压力对比.通过分析冲击波压力和破坏面形状,得出:在两点同时起爆的情况下,冲击波发生叠加,冲击波压力比单点爆炸的冲击波压力大,破坏效果好;相间距过小时冰体破坏面中间部分过于突出,相间距过大时冰体破坏面中部区域变小,甚至消失;最优相间距应为单点爆炸时冰体破坏面直径的0.91倍.     

水下爆炸-移动作用下悬浮隧道管体响应

为了研究水下爆炸-移动作用下悬浮隧道管体的变形规律,基于Cole冲击波半经验公式和Vernon气泡运动方程将水下爆炸过程简化为冲击波和气泡脉动作用两个阶段,将公路I级荷载简化为移动荷载序列,通过D'Alembert原理建立了一个考虑水下爆炸荷载、移动荷载以及流体作用的悬浮隧道动力学模型,采用四阶Rungek?Kutta...     

应用数值方法模拟圆板的分析

对圆板进行弹性分析,根据边界条件建立挠度函数并计算圆板的内力,通过有限元软件建立圆板模型进行数值模拟分析,查找最大挠度和内力分布规律,并将有数值模拟结果与弹性分析结果进行对比．     

双模量圆板的大挠度弯曲变形计算

双模量圆板在外载荷作用下,会形成各向同性的拉伸区和压缩区,把双模量圆板看成两种各向同性材料组成的层合板,采用弹性力学理论建立了双模量圆板在外载荷作用下的静力平衡方程,利用静力平衡方程确定了双模量圆板的中性面位置.在此基础上,建立了双模量圆板的大挠度弯曲变形微分方程,求得了圆板的挠度函数.通过算例讨论分析了双模量对圆板大挠度变曲变形的影响,得到了圆板材料拉压弹性模量相差较大时,其挠度计算不宜采用相同弹性模量经典板壳理论,而应该采用双模量板壳理论的结论.     

上覆CRSS快速固化淤泥硬壳层厚度对淤泥地基承载特性的影响

复合型早强土壤固化剂（CRSS）具有快凝高强特性,利用自主研发的CRSS固化剂对表层淤泥快速固化并作为上覆硬壳层,通过模型试验研究不同上覆硬壳层厚度（3、6、9、12 cm）条件下硬壳层破坏形式、p-s曲线特性、弯沉盆形状以及土压力分布规律,在现有弯沉盆变形理论基础上,结合试验结果,对弯沉盆变形形状函数进行修正。研究结果表明：随硬壳层厚度增大,硬壳层破坏形式由对折破坏过渡到冲切破坏;硬壳层厚度越大,扩散作用越明显,极限承载力越高,沉降相应增大;与荷载板中心点不同距离的沉降位移可用弯沉盆形状描述,提出了修正的对数弯沉盆假设变形计算公式,比线性弯沉盆假设变形计算公式更合理;土压力从中心向外呈下降趋势,沿深度方向逐渐减小;随硬壳层厚度增大,土压力分布更均匀。     

统一屈服准则与变分法求解圆板均布极限载荷

为获得均布载荷下简支圆板极限载荷统一解析解,以最小势能原理、刚塑性第一变分原理以及统一屈服准则(unified yield criterion,UYC)比塑性功进行联合解析.获得的解析解为圆板半径a、材料屈服极限σ_s、板厚h以及屈服参数b的函数.由该解可导出Tresca解、Mises解、双剪应力屈服(twin shear stress,TSS)解.与传统的Tresca解析解及Mises数值解比较表明:获得的TSS解和Tresca解分别为计算结果的上下限,该Mises解析解与传统的Mises数值解基本一致,二者误差仅为4.2%.分析表明:随着圆板厚度减小,挠度增加;圆板半径增加,极限载荷增加.     

基于现场承压板试验的岩体参数及修正方法

摘要：由于承压板下方的应力或变形不均匀性,使得不同部位变形计算的变性参数差异较大,采用中心点或边界点的变形量计算岩体变形参数的合理性尚未统一定论。根据刚性圆形承压板和柔性方形承压板在中心点和边界点的弹性模量解析解,论证承压板不同部位变形量计算的变形参数的差异性;采用三维有限元试验模拟研究不同承压板刚度条件下岩体变形量及变形参数,对比分析由中心点与边界点变形量计算的变形模量与真实参数之间的差异与规律。研究表明：岩体变形模量的计算值随承压板刚度增大而减小,且越接近于岩体的真实变形模量;刚性圆形承压板外边缘岩体表面位移较岩体表面平均位移小35%,柔性方形承压板角点岩体表面位移较岩体表面平均位移小42%;最后依据此研究结果对锦屏二级水电站隧洞区现场承压板试验结果进行修正,提高试验参数的合理性。     

板底脱空对水泥混凝土路面板动力响应分析

为了分析板底脱空对水泥混凝土路面板的动力响应,基于流固耦合原理建立了考虑板与板相互作用的9块水泥混凝土路面板脱空有限元模型,分析在行车荷载作用下,车辆参数(均布质量、作用面积和运动速度)、路面板参数(路面板厚度、纵横缝分布钢筋等)以及板下地基脱空(不同脱空面积、不同位置以及脱空处不同含水量)对路面结构作用力的影响;探讨了接缝处布设钢筋的9块板水泥混凝土路面结构的动态弯沉、最大弯拉应力和水压力的变化规律.结果表明:无论脱空与否板角隅处脱空区域水泥混凝土路面板顶的表面弯沉、弯拉应力明显大于纵缝脱空区域;弯沉和弯拉应力随着脱空面积的增大而增大;脱空区域不同含水量对板弯沉和弯拉应力影响不大.随着脱空面积的增大,基层脱空区域底面受水压力呈线性增长的趋势,其中板角隅处脱空区域水压力明显大于纵缝脱空区域.     

变厚度圆薄板的大挠度问题

文章用插值矩阵法的常微分方程求解器求解变厚度圆薄板大挠度弯曲问题，提出了对一般方程正则奇点的处理途径。该法获得的板位移、内力有相同的精度。     

弹性地基上的正交异性矩形薄板弯曲的一般解

建立了弹性地基上的正交异性矩形薄板弯曲问题挠度函数微分方程的一般解。可以求解任意载荷作用下任意边界的弯曲问题。以四边自由中点受集中力的正方形板为例进行了计算。     

沥青加铺水泥混凝土路面板角施荷受力分析

为研究沥青加铺水泥混凝土复合路面在板角作用荷载时的结构计算方法,采用弹性地基上的多层薄板理论,建立了有限尺寸多层复合路面的计算模型,通过假定地基反力函数和路面板挠曲位移函数,得出了板角作用荷载时有限尺寸分离式路面和结合式路面的求解方法.分析结果表明:若取距板角槡2a+1.5he位置的混凝土板表面应力为位移函数计算控制应力,则该应力与有限元分析的最大应力吻合较好(相差不到5%);而沥青面层应力前者小于后者,最大相差40%.位移函数计算与有限元分析结果的板角弯沉最大相差9%.合理假定地基反力函数和路面板位移挠曲函数可以得出分离式和结合式复合路面板角作用荷载时的最大弯沉及各结构层的控制应力.     

Dynamic Characteristics of Lubrication and Wear Prediction of Slipper/Swash-Plate in Axial Piston Pumps

A novel dynamic model describing the slipper posture of the swash plate in axial piston pumps is proposed, taking into account the hydrodynamic and squeezing effects, which involves three degrees of freedom. The variation in the lubricating film thickness and the slipper tilt are accurately calculated. The influence of hydrodynamic effects and charging pressure on the slipper lubrication is discussed. The minimum film thickness, the overturning angle and the azimuth angle are obtained.Then, the trajectory of minimum thickness on the friction surface of the swash plate is predicted, the accuracy of which can be verified with the abrasion distribution of an actual swash plate. Research results can predict the durability and provide theoretical help for the design of the slipper.     

应用弯沉盆反算土基回弹模量

为准确反算土基回弹模量,利用层状弹性体系理论和冲击荷载沿路面结构下传扩散的特点,建立了路表变形响应与模量反算模型.通过层状弹性体系计算程序计算路表弯沉值,构建结构层参数与路表弯沉值之间一一对应的数据库,并基于此数据库建立了由路表弯沉盆反算土基回弹模量的回归模型.理论弯沉盆和实测弯沉盆反算的算例分析表明:计算结果与国内外一些著名的反算程序差异不大.距离荷载中心较远位置处的路表变形响应只受到土基的影响.