岩体的节理张量分析

节理是岩体力学特征的主要影响因素。本文应用张量理论,建立了合理的岩体节理张量分析方法,该方法突破了传统定性描述的局限性,能对岩体的主要节理特征给出定量的计算分析,为节理岩体力学计算的进一步发展提供了新途径。     

复杂条件下岩质边坡施工过程数值模拟

为研究基坑开挖时的变形、稳定性及对坡顶建筑物的影响,以实际工程为例,运用数值模拟分析方法,对含有软弱夹层的顺层岩质基坑边坡在直立开挖与支护过程中的位移场、应力场及对坡顶建筑物影响进行了动态模拟分析。研究结果表明:开挖过程中,岩体卸荷引起变形,支护结构可以限制变形的发展,开挖面处岩体失去原有限制发生卸荷回弹,使得边坡顶部和靠近开挖面处出现拉应力集中区,层状岩体的软弱夹层处会产生较大的剪应力,并随着开挖加深而增大;开挖后边坡顶部已建挡墙附近应力消散,坡顶产生不均匀沉降。     

岩体本构关系研究评述

岩体本构关系是进行岩体工程力学分析的基础。在对岵体变形特性进行剖析的基础上，详细的回顾和总结了岩体本构关系弹性模型、弹塑性模型、粘弹塑性模型和不连续岩体模型的研究现状。并以各种模型的优缺点进行了分析和比较，最后提出了岩体本构关系未来发展的一些方向和有待进一步研究的若干问题。     

含磁电弹夹层的压电/压磁层合纳米梁弯曲的研究

为研究磁电弹夹层及尺寸效应对含磁电弹夹层的压电/压磁层合纳米梁弯曲行为的影响,基于非局部理论与正弦剪切型变形梁理论建立了相应的力学模型,并利用虚功原理推导出层合梁平衡方程与边界条件,最后通过数值解法求得层合梁中点的弯曲挠度。对数值结果分析可知:磁电弹夹层对压电/压磁层合纳米梁的弯曲有重要影响,其中主要的影响因素包括磁电弹夹层中压电或压磁材料的体积分数和夹层厚度。分析得到了压电或压磁材料的体积分数和夹层厚度以及非局部参数对层合梁弯曲影响的规律,所得结论可为此类材料的工程应用提供理论参考。     

不同夹层结构复合装甲的抗弹性能研究

研究了在高速动能弹打击下,不同夹层结构所构成的复合装甲的抗弹性能.采用有限单元法及MSC软件MSC.PATRAN和LS-DYNA进行数值模拟.首先,从夹层构形方面建立3层间隙装甲模型,中间层分别为平板夹层、波纹夹层和蜂窝夹层;通过不同配置,分别研究并对比了平板夹层、波纹夹层和蜂窝夹层构形的抗弹性能.分析结果表明,可以从改善夹层构形、厚度配比等方面来提高复合装甲的抗弹性能.     

装备外壳结构周期设计及其振动特性

将声子晶体能带理论应用于装备外壳结构设计,把装备外壳圆柱壳段设计成周期结构。基于多子结构的双协调自由界面模态综合法,计算并对比了周期圆柱壳与非周期圆柱壳对弯曲振动的衰减特性。结果表明,周期圆柱壳中有弯曲振动强衰减带隙存在,而非周期结构中则没有带隙存在。进一步研究了轴向周期复合夹层材料圆柱壳的弯曲振动特性。同样,该周期复合夹层结构中依然有弯曲振动带隙存在,且在带隙频率范围内弯曲振动传播将受到明显的抑制。最后,考虑实际装备外壳形状,研究了含周期结构圆柱段的复杂装备外壳振动特性。研究表明,经过局部周期设计的复杂装备外壳保持了带隙特性,这说明了将能带理论应用于工程实际装备外壳的振动控制具有可行性。     

岩体隧道蠕变效应的有限元分析

对岩体隧道的长期观察和量测表明,许多在成洞之初的岩体,由于蠕变变形随时间不断发展,经过一段时日以后,围岩体可能会发生失稳或坍塌破坏.传统的弹性或弹塑性理论,无法考虑变形的时间因素.选用流变理论中能很好反映岩体应力应变随时间变化的广义开尔文模型,结合某岩体隧道的实例,利用有限元分析软件ANSYS模拟了岩体隧道开挖后围岩蠕变的全过程.模拟的结果使人们能够方便地掌握岩体隧道各个部位在不同时刻的变形量和蠕变率.对岩体隧道的设计和施工有一定的指导意义.     

基于Mohr—Coulomb准则深埋球形洞室的弹塑性分析

基于岩体力学中关于深埋圆形洞室的假设和Mohr-Coulomb准则,推导了深埋球形洞室开挖后应力弹性分布、塑性分布和塑性区半径的公式.并用所得到的公式与圆形洞室进行了比较.算例表明,在相同荷载、岩体强度参数和几何尺寸的前提下,球形洞室的受力比圆形洞室合理.     

Kagome点阵夹层板吸能性能的数值模拟

建立了Kagome点阵夹层板在爆炸冲击荷载作用下的数值模拟模型，计算分析了夹层板的面板厚度、夹芯层杆件半径以及爆炸冲击荷载峰值压力和作用时间对Kagome点阵夹层板吸能性能的影响。发现在给定的爆炸冲击荷载作用下，夹层板只有在合适的几何尺寸下才能使夹芯层的塑性变形能占整个结构塑性变形能的大部分，从而体现出该夹层板主要由夹芯层塑性变形耗能的优势。     

PMI泡沫夹层结构雷达天线罩间接热-结构耦合分析与实验研究

机载PMI泡沫夹层结构雷达天线罩在环境温度变化时将产生表面变形现象并影响其使用性能,但对天线罩热变形结果进行实时检测分析具有一定难度。通过ANSYS间接热-结构耦合法建立了分析模型,对天线罩进行了计算分析,采用热膨胀片状模型进行了理论分析,在此基础上,设计并开展了温度冲击实验研究。结果表明, PMI夹层结构天线罩的热-结构耦合变形综合应变趋势是棱边处膨胀程度最大,由边缘至天线罩透波面中心处,膨胀程度逐渐减小；间接热-结构耦合计算应变值与实测应变值之间平均相差35.08%,间接热-结构耦合分析方法与模型具有一定的可信性。     

大扭矩液压制动器建模分析

为了实现大扭矩液压制动器的精确控制,首先研究了双喷嘴挡板伺服阀的结构及工作原理,建立了其力学、电磁学及流体力学的平衡方程,并根据被控负载的特性最终推导出摩擦制动器的闭环传递函数;然后,采用系统辨识的方法推导出闭环传递函数模型的结构参数,得出摩擦制动器的精确模型;最后,搭建了摩擦制动器惯性试验台架,并通过样机试验验证了模型的正确性。     

电流变流体夹心梁的优化控制

电流变流体的流变性质和力学性质在电场里随电场强度的变化而实时地、可逆地发生变化, 这一特点使得它在自适应结构中的应用受到越来越多的重视。电流变流体夹心梁是在两弹性层间夹入一层电流变材料, 通过控制电流变材料屈服前的流变性质和力学性质来达到控制整个复合梁的动态响应。本文通过建立两端简支的电流变流体夹心梁的结构模型, 模拟分析了复合梁的动态响应及不同激励频率下的优化电场。     

夹层复合材料耐压圆柱壳深水静压承载特性分析

为探究新型夹层复合材料耐压圆柱壳在深水环境中的极限承载能力及失效模式,以湿法缠绕工艺成型的圆柱壳模型为研究对象,通过开展深水静压试验研究及数值仿真,分析了结构的极限承载能力及失效模式。结果表明:夹层复合材料圆柱壳的失效模式为整体失稳,内外蒙皮均出现明显纤维断裂,伴随结构渗水,内蒙皮与芯层界面处出现分层并扩展,导致结构完全丧失承载能力。同时,在兼顾结构强度与稳定性双重指标前提下,预测了结构的渐进破坏模式及极限荷载,预测值与试验结果相比误差为5.97%。该研究为夹层复合材料耐压壳的应用设计提供了技术储备。     

PMI泡沫夹层结构雷达天线罩间接热-结构耦合分析与实验研究

机载PMI泡沫夹层结构雷达天线罩在环境温度变化时将产生表面变形现象并影响其使用性能,但对天线罩热变形结果进行实时检测分析具有一定难度。通过ANSYS间接热-结构耦合法建立了分析模型,对天线罩进行了计算分析,采用热膨胀片状模型进行了理论分析,在此基础上,设计并开展了温度冲击实验研究。结果表明, PMI夹层结构天线罩的热-结构耦合变形综合应变趋势是棱边处膨胀程度最大,由边缘至天线罩透波面中心处,膨胀程度逐渐减小;间接热-结构耦合计算应变值与实测应变值之间平均相差35.08%,间接热-结构耦合分析方法与模型具有一定的可信性。     

炮兵数字化系统框架模型研究

炮兵数字化建设的目的是要建立一个数字化指挥网络系统,这个系统包括指挥控制分系统、信息传输分系统和火力控制分系统,而建立数字化指挥网络系统的关键是要确立炮兵数字化系统框架模型。本文依据作者参与炮兵数字化建设的实践和研究,分功能结构模型、物理结构模型和通信结构表给出炮兵数字化指挥系统的框架模型。     

航天测控系统分层协调控制模型

针对大型航天测控系统的综合控制问题,依据航天测控系统的工作流程,参考分层递阶控制理论,设计了面向任务过程的分层协调控制结构;基于离散事件动态系统监控理论,采用逻辑层次的自动机建模方法,分别针对任务规划、过程协调、执行控制和系统监视建立各自的离散自动机控制模型。以简化的测控系统为例,验证了自动机控制模型的有效性,并基于分层协调控制结构描述了自动机模型的约束、输入输出关系。     

爆炸荷载作用下岩石-混凝土-钢板层状结构的局部响应分析

用钢板对地下结构进行抗震塌破坏加固改造,已成为精确打击条件下坑道防护工程研究的重要内容之一.考虑地下结构的实际厚度,基于应力波的界面效应理论,提出了岩石-混凝土-钢板层状结构中混凝土的应力历史计算模型.通过实际算例,分析了爆炸荷载作用下有限厚度混凝土中应力波的传播规律,进一步揭示了岩石-混凝土-钢板层状结构抗震塌破坏的局部响应机理;算例分析表明,岩石性质对混凝土中的应力历史也有重要影响.     

轻质夹层复合吸声结构的制备工艺和水声性能

夹层复合吸声结构具有很强的可设计性,得到广泛的应用,但以往研究的此夹层结构的吸声芯材存在密度较大的问题。为此,设计了一种轻质夹层复合吸声结构,对该结构的制备工艺特别是芯材的制备工艺进行了设计,用玻璃钢作为表层材料、用柔性环氧树脂和聚氨酯改性环氧树脂的混合物为基体、空心玻璃微珠为填料、593和聚醚胺为固化剂所制备的多孔复合材料作为芯材来制备夹层复合吸声结构,制作了该结构的声学测试试件,在脉冲声管中测试了其水下声学性能。结果表明:所设计的夹层复合吸声结构具有较低的密度和良好的吸声性能,证明了该制备工艺设计的合理性。     

爆破拆除钢筋砼框架结构的微差控制模型

基于逐段解体爆破拆除钢筋砼框架结构的技术思想，分析结构极限破坏特点，设计结构解体运动方式，建立综合反映延迟时间、爆炸高度、预松弛处理、破碎度及倒塌冲击等关键技术参数的统一数学力学模型，从而为微差控制爆破拆除钢筋砼框架结构奠定理论基础。     

基于表层及芯材阻尼特性的夹层结构导纳分析

针对复合材料夹层板结构,综合开展芯材材料阻尼特性动力学热分析(DMTA)试验、表层玻璃钢和芯材试件阻尼衰减特性研究,通过夹层板结构的模态激振试验得到结构的模态阻尼比。从结构动力学方程出发探讨了影响多自由度系统结构传递导纳的相关参量,试验对比分析了钢质板和复合材料夹层板两型结构的传递导纳特性,并研究了激振点与响应点间距对复合材料夹层结构传递导纳的影响。研究表明:当尺寸和边界条件相同时,影响结构传递导纳的主要因素是结构的固有频率和模态阻尼。试验还得到了复合材料夹层板较钢质板的基频提高值和传递导纳降低均值,该试验结果可为工程设计提供参考。