力学行为

摘要： 为确保预制装配式地下车站结构在施工过程中的安全与稳定,了解预制装配式地下车站结构施工阶段的力学规律,以长春地铁2号线捷达大路站装配式车站为工程背景,通过数值模拟和现场实测相结合的方式,对预制装配式地下车站结构的施工全过程展开分析。研究结果表明:1)顶部回填和水位恢复2个阶段对结构内力和变形影响较大;2)丝杠设置、混凝土分层回填等特殊施工节点对拼装成环和侧壁回填阶段结构的内力和变形有较大影响;3)通过将数值计算结果与现场实测结果进行对比分析,验证了模型分析的可靠性。

摘要： 基于剪力柔性梁格法的基本原理,利用有限元软件Midas Civil对π梁斜拉桥的应力、位移等进行分析计算,并结合依托工程进行了荷载试验理论值与实测值对比分析,结果表明,在大跨度π梁斜拉桥中使用双纵梁模型的计算结果安全可靠,对于类似π梁斜拉桥结构的力学行为分析有一定的参考意义。

摘要： 基于试验得到的显微组织建立了7Mn钢的代表性体积单元(RVE)模型,采用ABAQUS软件对温轧和不同温度(600~630°C)退火后7Mn钢在单轴拉伸过程中的组织演变和应力、应变分布进行模拟,并与试验结果进行对比。结果表明:当残余奥氏体沿着拉伸方向分布时,更容易发生协同变形,从而缓解铁素体中的应变集中,使体系处于较高的应力状态;在600°C退火后残余奥氏体稳定性较高,均匀塑性变形结束时仅有部分残余奥氏体转变为马氏体,而630°C退火后拉伸时残余奥氏体大部分转变为马氏体,模拟得到残余奥氏体含量与试验结果相吻合,相对误差小于5%,验证了基于RVE模型模拟组织演变的准确性;在615,630°C退火后,模拟得到应力-应变曲线与试验结果吻合较好,相对误差小于5%,验证了基于RVE模型模拟单轴拉伸行为的准确性,但在600°C退火后,由于各相本构模型未考虑到细晶强化和固溶强化作用,导致模拟结果与试验结果存在较大偏差。

摘要： 非晶合金弛豫/晶化、玻璃转变、塑性变形等热力学和动力学行为都与其固有的结构非均匀性密切相关.但是,由于淹没在亚稳的长程无序结构中,探究非晶合金的结构非均匀性十分困难.尤其,非晶合金微观结构非均匀性与其力学性能之间的本征关联是一个亟待解决的重要科学问题.本文基于多尺度时空下的力学激励阐述非晶合金微观结构非均匀性特征与演化规律.从实验、理论和数值模拟方面出发,梳理了非晶合金微观结构非均匀性与弛豫机制和力学行为之间的关联.最后,针对非晶合金微观结构非均匀性与其物理/力学性能研究的方向提出了建议和展望.

摘要： 本工作在不同干燥温度下分别制备了以聚偏二氟乙烯(PVDF)、丁苯橡胶/羧甲基纤维素钠(SBR/CMC)和海藻酸钠(SA)为黏结剂的碳包覆氧化亚硅多孔复合负极,并对其进行了系统的准静态拉伸和界面拉剪测试,以考察干燥温度对不同体系复合电极力学行为的影响。结果表明,提高干燥温度虽会提升电极干燥效率,但受高温下电极黏结剂厚向迁移的影响,各粘接体系下电极的拉伸性能和电极/集流体界面粘接性能都会随之削弱。干燥温度越高,力学性能削弱幅度越大。三种粘接体系相比,SBR/CMC体系在高温干燥后仍能保持较高的拉伸强度/模量比,以及相对较高的界面拉剪强度,因而较之SA和PVDF体系更适宜于高温干燥。

摘要： 现阶段,我国建筑项目越来越多,沥青混合料成为道路建筑施工中的主要材料,为了提高沥青混合料的质量,需要对其弹性力学行为表征进行分析,更好地改善沥青混合料的性能。

摘要： 选用成都市新津区红黏土,开展了针对经不同干湿循环周次ndw作用的土样的固结不排水剪切试验,研究地下水位季节性反复升降对川西红黏土力学特性的影响。结果表明:随ndw的增加,土样应力-应变曲线依次经历三个典型应力响应状态,分别为“应变硬化”型-“应变过渡”型-“应变软化”;在不排水固结剪切路径下,土样孔隙水压随ndw的增加呈现逐渐增长的变化趋势,且初期的增长速率较大,后期趋于平缓;随ndw的增加,有效应力路径曲线从最初的近似“S”型逐渐演化为“镰刀”型,干湿循环作用对土样的体应变产生较为显著的影响,随ndw的增加,干湿循环引起的土样体积压缩应变越小。

摘要： 盾构机穿越高层建筑物下锚固地层常出现刀具磨损、刀盘缠绕钢筋等问题,大大影响盾构机掘进效率及安全性。依托武汉地铁8号线区间工程,推导锚固地层下的刀盘扭矩计算公式,并建立滚刀-钢筋接触时的受力模型,对不同常见尺寸锚杆钢筋工况进行计算,并根据实测数据,对最不利情况下的极限瞬时扭矩进行回归计算,得到极限扭矩预测公式。结果表明,随着钢筋尺寸的增大,单滚刀钢筋变形变小,切削力变大,接触区宽度变大;回归预测公式拟合效果较好。

摘要： 为了研究不同性能方锥式吸能结构对单节列车碰撞力学行为的影响,提出快速变换吸能结构性能的参数化方法,通过改变吸能结构力-位移曲线,研究吸能结构初始峰值力、平台力和平台力斜率变化对列车碰撞力学行为的影响规律,最后通过响应面法建立了吸能结构与单节列车的碰撞力学行为关联模型。研究结果表明:随着吸能结构峰值力和平台力增加,车体碰撞吸能量和车体碰撞纵向合力增大,车体质心纵向、垂向位移和转向架轮对中心B1和B2抬升量逐渐减小,质心横向位移和转向架轮对中心B2~B8抬升量基本不变;随着吸能结构平台力斜率增加,车体碰撞吸能量和纵向碰撞合力增大,车体质心纵向位移和垂向位移减小,质心横向位移和转向架轮对中心B1~B8抬升量基本不变;关联模型在一定程度上可以指导吸能结构的设计和预测列车变形姿态。

摘要： 为研究高速铁路多塔斜拉桥力学行为,以某高铁黄河桥为背景,对主跨5×260 m六塔斜拉桥进行结构参数及受力特性研究。结果表明:5主跨斜拉桥主梁竖向刚度约为单主跨斜拉桥的0.5倍;能显著控制塔顶水平位移的措施可有效改善主桥总体刚度,如采用刚性塔、加劲索;温度、收缩徐变引起长联主梁伸缩,对边塔形成“拖拽”效应,桥塔两侧索力变化使梁体产生附加竖向变形,进而影响轨道不平顺及残余徐变变形,并在边塔塔底产生较大内力,设计中通过延长桥塔成桥静置时间、减少主跨混凝土梁长度来减小梁体工后徐变,通过减小边塔相对刚度来降低温度对轨道不平顺影响。

摘要： 钢纤维混凝土是一种良好的防护结构建筑材料.在防护结构的服役过程中,可能会遭受到火灾、冲击二者单独或联合作用等极端荷载情况.为了研究高温高应变率耦合作用下钢纤维混凝土的力学行为,本文从细观角度出发建立了细观数值模型.在模型中,将钢纤维混凝土视为由骨料、砂浆及二者之间界面过渡区和纤维组成的四相复合材料.每一相具有其独立的物理/力学特性.在模拟过程中采用了热学-应力顺序耦合法,即先进行温度传导模拟获得试件内部的温度场,之后以其为初始条件进行力学加载,模拟其行为.数值模拟结果与试验观察的良好吻合说明了本文细观方法的合理性与准确性.以此为基础,对不同温度与应变率下钢纤维混凝土的动态压缩力学行为进行了模拟,分析探讨了钢纤维宏观力学行为的温度退化效应与应变率增强效应.

摘要： 在Gleeble-3500型热模拟试验机上对M50钢进行热模拟压缩试验.选用的变形工艺参数范围分别为:变形温度:970°C-1120°C;应变速率:10s-1-70s-1;变形程度为70％.基于M50钢热模拟压缩试验,研究了M50钢热模拟压缩过程中的力学行为,结果表明:随变形温度的升高和应变速率的减小,流动应力逐渐减小;且当应变速率为50s-1和70s-1时,M50钢高温压缩变形时发生了明显的不连续屈服现象.此外,随应变的增大,M50钢的应变速率敏感性指数逐渐增大;当应变速率为10s-1和50s-1时,M50钢的应变硬化指数随应变的增加而增大;而当应变速率为70s-1时,随着应变的增加,应变硬化指数呈波动型变化.

摘要： 为降低施工风险,提高工作效率,本文针对海上导管架平台拆除过程中存在的安全隐患,系统研究了退役平台拆除过程的力学行为,以环境载荷为基础,划分5种工况,建立导管架三维模型,进行导管架拆除方案的优选,确定切割方向垂直于环境载荷为最优拆除方案.本工作在考虑了结构腐蚀和疲劳损伤对平台结构强度衰减影响的前提下,计算了含有缺陷导管架拆除过程的应力变化,结果表明上述两个因素对平台拆除过程有显著影响.本文的计算结果将为弃置导管架平台详细拆除方案的制定提供理论依据.

摘要： 中国某磷块岩矿床地下开采过程中,采场顶板及巷道有明显的岩爆现象发生.通过现场岩爆的实地调查,了解现场岩爆的发生频度及发生规律,在岩爆区域现场采样进行室内微观实验分析,发现磷块岩宏观力学行为很大程度上符合其微观结构构造和矿物组成的微观力学行为,微观裂纹试验发现磷块岩晶界弱面为白云石与胶磷矿之间的接触晶界.现场研究发现,岩爆多发生在爆破后环境干燥的区域,且多发矿段为白云石含量较高的岩层.提出了岩爆的产生判据,并给出了岩爆的防治对策.

摘要： 根据过往施工经验,隧道开挖灾变的发生原因常由于无法充分掌握前方地质状况,以至于无法预防突发隧道破坏事件,因此本研究将利用FLAC3D商业程式,以弹塑性模式分析探讨隧道开挖面接近不同地质界面之力学行为,考虑不同地质状况条件下,探讨塑性区发展对于开挖面应力传递及变形发展之影响,并以影响线,趋势线与位移向量方位趋势线等方法预判前方地质情况.

摘要： 在水利工程中,混凝土以其优点,成为运用最为广泛的水工建筑材料之一.但是混凝土由于其自身特点,在浇筑及凝结过程中不可避免地会产生裂纹、空洞等缺陷,随着时间的推移,在外界物理、化学等作用下不可避免的产生损伤破坏.以往对混凝土破坏的研究常常从宏观结构出发,不能反应混凝土破坏的实质.本文从水工混凝土损伤角度,总结了损伤的表现形式、损伤的机理以及研究方法,为今后水工混凝土损伤研究提供了依据.不同于混凝土的宏观破坏，混凝土的损伤是指混凝土在外部作用下，由于细观结构缺陷，例如微裂缝、微孔洞等引起的材料和结构的劣化。借助损伤理论来研究混凝土，可以对混凝土结构进行全过程精细化分析。水工混凝土是典型的非均匀材料，其内部含有大量的微裂缝、气泡、孔穴等缺陷，又由于其运行环境复杂多样，常常受到冻融作用、干湿循环作用以及化学侵蚀作用等，在这些作用下，混凝土的内部缺陷不断产生、扩展，最终导致破坏。损伤理论试图从混凝土细部缺陷的形成与发展的角度反映混凝土力学行为的发展变化过程，可以对混凝土结构进行全过程精细化分析。

摘要： 用有限元方法研究扭曲管在内压载荷下的力学行为,模拟了管的变形过程并给出了管子许用内压的确定方法,以及对不同几何参数扭曲管的许用内压进行计算,分析各参数对许用内压的影响情况.结果表明,许用内压随管壁厚度、扭曲比的增大而增大,随基圆直径、螺距的增大而减小,以及参数间存在协同作用关系.对扭曲管的设计制造起到了指导作用.

摘要： 针对左旋聚乳酸存在的易断裂、回弹大和支撑力差等主要问题，本文结合左旋聚乳酸的材料特性，使用不同管材道径进行支架结构设计，采用有限元方法分析支架的压握、压握回弹、扩张、扩张回弹、和支架支撑力等主要性能，并将支架样品测试结果和有限元分析结果进行对比，为如何在进行左旋聚乳酸设计时平衡压握和扩张变形，如何选择支架加工管材道径提供一种思路和参考。

摘要： 以锦屏工程地下厂房区典型软硬互层状岩体为研究对象,基于区域生长算法的图像分割技术表征岩体局部区域的细观结构特征,探讨获取区域生长算法中生长参数的方法;采用FLAC3D差分程序,以比例关系映射方法建立与软硬互层状岩体岩样相对应的细观尺度均匀化网格模型.在此基础上,实现各组分基元力学参数满足Weibull分布的细观概率模型.并以程序内嵌的fish语言,实现考虑岩体局部细观结构及组分材料非均匀性时基元的弹-脆-塑性本构关系,建立互层状岩体局部区域细观数值模型,进而以多种数值模拟方案考察细观非均匀性对岩体力学行为的影响.结果表明,软硬互层状岩体的细观非均匀特性对其变形特征、强度规律、声发射规律及累计损伤过程影响显著.

摘要： Johnson-Cook本构模型可准确反映材料在高速率下的力学行为.本文利用分离式霍普金森拉杆(SHTB)对AZ31B镁合金薄板进行了动态拉伸实验,获得了镁合金板材在动态拉伸下的应力-应变曲线.依据准静态与高速率下的应力-应变曲线,计算获得Johnson-Cook本构方程的相应参数.根据最小二乘法进行拟合,拟合曲线与试验值基本吻合.

摘要： 本发明公开一种基于3D打印技术研究软硬互层岩体力学行为的方法，包括：1.岩石与结构面的样品采集；2.天然软硬互层岩体层面三维激光扫描；3.类岩石材料3D打印与物理模型制作；4.开展相应的岩石力学试验；相比于以往的试样制备方法，本发明具有以下优点：3D打印模型内部材料近似均质，因此在进行试验时其损伤的演化规律更容易观察到；3D过程中通过控制胶水浓度和胶水的饱和度以实现不同强度的软硬互层岩体模型；通过天然岩石结构面的扫描和提取，采用3D打印对天然结构面进行重构，更能真实反映软硬互层岩体的界面条件。

摘要： 本发明公开了一种热固性树脂固化动力学行为表征方法及系统。该方法包括：收集不同温度速率下的固化实验的实验结果作为训练数据；所述训练数据包括：固化度、温度、温度速率以及固化速率；构建神经网络模型；通过所述训练数据对所述神经网络模型进行训练；所述神经网络模型的输入为固化度、温度和温度速率，所述神经网络模型的输出为固化速率；通过训练好的神经网络模型预测不同温度速率下的树脂的固化动力学行为。训练后获得的神经网络模型可以精确预测不同温度速率下的固化动力学行为。

摘要： 本发明涉及一种金属材料各向异性力学行为的虚拟实验方法和装置，方法包括：根据待实验金属材料的电子背散射衍射实验结果构建微观组织代表体元模型；指定变形数量和变形程度，通过随机数生成器生成任意周期性边界条件；根据微观组织代表体元模型和任意周期性边界条件进行全场晶体塑性模拟，提取微观组织代表体元模型在指定变形程度下的屈服应力点，从而通过信赖域算法拟合屈服函数参数；提取微观组织代表体元模型在周期性边界条件下应力三轴度和罗德参数随等效应变变化的历史，从而通过信赖域算法拟合断裂模型参数。与现有技术相比，本发明以虚拟实验替代传统力学实验，以此缩短了金属材料产品的研发周期，并减少了人力物力财力的浪费。

摘要： 本发明涉及隧道初期支护技术领域，公开了一种隧道波纹钢初期支护结构的力学行为分析方法。通过本发明创造，提供了一种预判隧道波纹钢初期支护结构的适用性的新方案，即在获取在建隧道工程中目标工程段的隧道截面几何参数和隧道围岩参数后，可通过基于力法的内力计算方法得到在待建的隧道波纹钢初期支护结构中隧道拱形段上各处位置的内力(即轴力和弯矩等)及正应力，最终通过最大正应力与钢材许用应力的比较结果来确定所述隧道波纹钢初期支护结构是否适用于所述目标工程段，进而可为隧道初期支护结构的设计和施工提供可行方案，确保初期支护结构的安全性，利于波纹钢板在隧道工程中进行推广使用。

摘要： 本发明涉及一种高速精密压力机动力学行为测量装置及其稳定性评估方法，滑块组件安装在导轨上，滑块组件上安装有加速度传感器，滑块组件通过连杆与主轴连接，主轴上安装有编码器，导轨的表面上安装有位移传感器，位移传感器与滑块组件上部相连接，数据采集卡与显示存储器连接，数据采集卡与编码器、加速度传感器以及位移传感器连接，并将数据传递到显示存储器中。可以同步测量压力机的转速波动值、动力学响应值以及滑块运动轨迹，实现压力机动态特性参数并联数据的同步采集；提高测量参数的测量范围与精度；通过定义无量纲影响指标对动力学行为数据进行定量分析，对其稳定性进行有效评估，从而推动我国高精密数控冲压装备行业的发展。

摘要： 本发明公开了一种含气煤岩组合结构力学行为及其能量演化的模拟方法，利用数值模拟研究不同煤岩组合结构的力学行为及其能量的动态演化，并根据组合结构中煤岩各自弹性能最大值获得岩石弹性能在组合结构中的能量占比，进一步明确煤岩能量传递及其相互影响机制，在此基础上可根据顶底板弹性能影响程度不同采取针对性顶底板处理措施，实现考虑顶板及底板弹性能的影响下的矿井动力灾害精准防控。

摘要： 本发明提出空间力热环境下张拉整体模块的力学行为分析方法，在已知轨道参数、材料参数、模块节点本体坐标的情况下，计算节点各项热流分量，进一步计算节点瞬时温度，求得模块的平均温度场；在有预应力的情况下，建立单元刚度矩阵；建立系统在空间环境下的动力学方程，将第一步中的平均温度转化为结构载荷；最终对动力学方程进行求解，进一步对张拉整体模块的力学行为进行分析。本方法更加真实模拟空间力热环境；本方法使用共旋坐标法，在刚度矩阵内使其刚体运动、变形相结合，更加符合张拉整体结构模块的特点；同时考虑了绳索松弛情况，使其更符合实际。本发明采用纽马克平均加速度法进行计算，更适用于张拉整体结构模块。

摘要： 本发明公开了一种大倾角大采高采场煤壁采动力学行为演变规律研究方法，包括：采用数值计算构建不同开采条件的数值模型并进行开挖计算，初步明确工作面倾向不同区域、走向不同位置煤壁力学环境动态变化规律；物理相似模拟实验方法铺装与数值计算同开采条件分区走向物理相似模型并开挖，综合数值计算结果确定倾角及层间效应耦合作用下回采过程中不同区域煤壁承载环境演变规律；进行多路径力学性能测试及逐级分区性加载物理相似材料实验，系统性研究大采高采场煤壁采动力学行为演变规律。其能够反映煤壁承载环境动态变化状况，不同承压路径下煤壁形变位移及内部结构状态演变等力学响应行为演变规律，为大倾角大采高采场煤壁灾变防控提供科学指导。

摘要： 本发明提供了一种原位测量激光增材制造中飞溅动力学行为的方法。变害为利地将激光增材制造中的原生飞溅颗粒作为原位示踪粒子，通过双目视觉传感装置逐帧追踪其3D运动轨迹，遴选出发生偏转的飞溅，获得飞溅的运动“速度‑角度‑时间”曲线，得到飞溅动力学行为。在时域上双目传感器和激光脉冲照明光源提供微秒级高时间分辨，精准刻画飞溅受力后运动轨迹偏转全过程，有效克服了现有原位测量方法中难以观测飞溅偏转的问题。在空域上双目传感器和光学机构提供微米级高空间分辨，采集和重建飞溅颗粒在3D空间的运动轨迹，降低了单目视觉传感器只能观测飞溅运动轨迹在2D投影带来的测量误差，有效提高了激光增材制造中测量飞溅动力学行为的精度。

摘要： 本发明公开了一种监测在含障碍物微型腔内气泡动力学行为的装置及方法。其中，监测在含障碍物微型腔内气泡动力学行为的装置包括可视化模具系统、气泡发生及调节系统、电加热系统和气泡监测系统，可视化模具系统设有微型腔，微型腔内设有模块化障碍物，微型腔用于盛装流体；气泡发生及调节系统安装在可视化模具系统上，用于在微型腔内的流体中产生气泡，调节气泡产生频率、尺寸和初始上升速率；电加热系统用于控制和调节微型腔内流体温度；气泡监测系统用于实时监测微型腔内流体中气泡的动力学行为。本发明可以监测气泡在含障碍物微型腔内的动力学行为，可以研究气泡和障碍物之间的相互作用，气泡形成可控，直接观察效果好，研究方法成本低。