水库工作桥洪水标准选取及设计要点分析

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作者 岳雨欣 《水利与建筑工程学报》 2025年第2期155-161,共7页

为了探明水库工作桥设计中存在的跨行业规范冲突及工程特性差异问题,以某水库连接工作桥为研究对象开展系统性分析,采用有限元梁格模型计算和方案比选,研究洪水标准协调机制、超限荷载承载力验证、施工制约因素以及桥梁设计受水工建筑... 为了探明水库工作桥设计中存在的跨行业规范冲突及工程特性差异问题,以某水库连接工作桥为研究对象开展系统性分析,采用有限元梁格模型计算和方案比选,研究洪水标准协调机制、超限荷载承载力验证、施工制约因素以及桥梁设计受水工建筑物影响等关键技术难题。结果表明:连接工作桥应与水工建筑物保持防洪标准一致性,当水工建筑物洪水重现期达100年时,桥梁设计洪水频率需相应提升至1/100;应用midas Civil建立的预应力混凝土梁格模型显示,在650 kN超限荷载作用下结构所有截面的应力均小于截面抗力,主梁挠度值小于计算跨径的1/600;方案比选揭示山区水库工作桥结构形式选择受制于架设条件而非单纯经济指标。水库工作桥布设选型要结合水工建筑物综合考虑,遵循防洪标准协调原则进行设计。 展开更多

关键词 水库工作桥 防洪标准协调 梁格模型分析 山区施工制约 设计要点

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复合材料周期夹层梁结构等效刚度的多尺度预测方法

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作者 刘崇任 黄志伟 《纤维复合材料》 2025年第6期50-55,共6页

本文从周期梁结构截面刚度角度,提出了一种预测复合材料周期夹层梁结构等效刚度的均匀化方法。通过利用周期梁单胞在宏、细观尺度上的内虚功等效性原则,建立了周期梁结构跨尺度的变形传递关系,然后根据两尺度变形相似原则以及单胞的连... 本文从周期梁结构截面刚度角度,提出了一种预测复合材料周期夹层梁结构等效刚度的均匀化方法。通过利用周期梁单胞在宏、细观尺度上的内虚功等效性原则,建立了周期梁结构跨尺度的变形传递关系,然后根据两尺度变形相似原则以及单胞的连续性要求,给出了求解单胞问题的约束条件,通过引入关于截面转角全局约束条件以消除横向剪切应变下的零能模式问题,并推导出预测周期梁等效刚度的显式表达式。数值验证表明,与传统解析方法相比,本方法在高阶固有频率预测中误差降低40%以上;各阶频率偏差稳定在5%以内,计算效率与三维精细有限元结果对比提升两个数量级。本文研究为航空航天等领域复杂周期梁结构的参数化设计提供了高效可靠的多尺度分析工具。 展开更多

关键词 周期梁结构 多尺度建模 等效刚度预测 约束条件 内虚功等效原理

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基于ANSYS梁单元与实体单元的组合建模研究 被引量：23

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作者 杜宝江 陈长松 +3 位作者 吴恩启 卓攀 陈竞新 童梁 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2013年第4期61-63,共3页

在实际工程中经常会遇到梁和三维连续体组成的复杂结构,对其进行有限元分析的最佳方案是将其分别离散为梁单元与实体单元进行计算。这两种单元的节点自由度不同,因此即使使得两种单元交接处共用节点,同样可能导致计算结果存在较大的偏差... 在实际工程中经常会遇到梁和三维连续体组成的复杂结构,对其进行有限元分析的最佳方案是将其分别离散为梁单元与实体单元进行计算。这两种单元的节点自由度不同,因此即使使得两种单元交接处共用节点,同样可能导致计算结果存在较大的偏差。ANSYS中的约束方程法与MPC法均能实现梁单元与实体单元的正确联接,文章以梁单元与实体单元的接触面垂直接触情况为例分别说明了其原理与步骤,并结合算例对两种方法进行了综合比较,得出了梁单元与实体单元组合建模中MPC法可以取代约束方程法的结论。 展开更多

关键词 ANSYS 梁单元 实体单元 组合建模 MPC 约束方程

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基于束偏移的地层倾角约束网格层析建模 被引量：3

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作者 杨哲 王小卫 +2 位作者 胡自多 王孝 韩令贺 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2018年第A01期75-82,9-10,共9页

研究区深层构造复杂、缺少足够的地质信息及钻井资料、基于沿层层析无法建立准确速度模型。为了改善该区断块成像精度,进而落实构造圈闭,应用Tomogui叠前深度域网格层析速度建模和高斯束偏移成像。首先利用CVI(约束速度反演)方法获得平... 研究区深层构造复杂、缺少足够的地质信息及钻井资料、基于沿层层析无法建立准确速度模型。为了改善该区断块成像精度,进而落实构造圈闭,应用Tomogui叠前深度域网格层析速度建模和高斯束偏移成像。首先利用CVI(约束速度反演)方法获得平滑并符合地质特征的初始速度模型,进行高斯束体偏移;利用四维去噪技术优化处理成像道集,提高道集信噪比;在此基础上,直接进行基于道集数据驱动的网格层析反演,并利用地层倾角场约束网格层析反演过程。通过高斯束偏移与网格层析速度更新、迭代,采用深度域高斯束偏移成像明显改善了成像效果,查明了该区的断裂展布特征,断块型圈闭得到落实。 展开更多

关键词 网格层析 高斯束偏移 地层倾角约束 速度建模 叠前深度偏移

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联合建模技术在深层页岩气双复杂地区深度偏移成像中的应用 被引量：1

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作者 沈杰 张剑飞 +3 位作者 王金龙 李立红 林娜 王鹏 《油气藏评价与开发》 CSCD 2021年第1期22-28,共7页

永川新店子"双复杂"区近地表因素变化大,构造复杂,资料信噪比低,导致准确成像难度大。页岩气勘探开发过程中,面临新店子背斜构造内幕不清、局部小断层成像不准、水平井设计轨迹与实钻不符等问题。常规网格层析反演方法在低信... 永川新店子"双复杂"区近地表因素变化大,构造复杂,资料信噪比低,导致准确成像难度大。页岩气勘探开发过程中,面临新店子背斜构造内幕不清、局部小断层成像不准、水平井设计轨迹与实钻不符等问题。常规网格层析反演方法在低信噪比区速度建模中适用性较差,既难以求准浅层速度,消除复杂近地表对成像的影响,又难以在中深层实现有效数据驱动,准确更新中深层速度。针对"双复杂"地区深度域建模问题,采用全偏移距初至层析反演求取近地表速度,选取合适界面,将浅层与中深层模型进行融合。在网格层析迭代过程中,应用构造模型对速度进行约束,实现了速度低频量与构造分布相契合及高频收敛。应用结果表明,浅中深融合建模与构造约束网格层析技术的联合应用弥补了通常方法的不足,形成的最终速度场精度更高",双复杂"地区成像得到较明显改善,更有力地支撑了该区勘探开发。 展开更多

关键词 双复杂 速度建模 层析反演 速度融合 构造约束 高斯束偏移

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施工期钢筋混凝土构件端部约束简化分析

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作者 胡晓鹏 彭刚 +1 位作者 孙冲 杨兰 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2019年第8期167-171,176,共6页

为研究施工期钢筋混凝土构件的端部约束情况,考虑施工期混凝土的力学性能、混凝土与钢筋间的黏结性能随龄期的时变规律,通过悬臂梁、柱有限元模型,分析梁端约束性能、柱端约束性能随龄期的变化规律,建立了混凝土构件端部约束的简化计算... 为研究施工期钢筋混凝土构件的端部约束情况,考虑施工期混凝土的力学性能、混凝土与钢筋间的黏结性能随龄期的时变规律,通过悬臂梁、柱有限元模型,分析梁端约束性能、柱端约束性能随龄期的变化规律,建立了混凝土构件端部约束的简化计算模型。研究结果表明:随龄期的增长,悬臂梁、框架柱固定端截面最大弯矩、最大转角及初始转动刚度均近似呈指数形式增长;在弹性阶段内,各龄期悬臂梁、柱固定端弯矩与转角均近似呈线性关系。在不同程度的轴压力作用下,各龄期框架柱固定端最大弯矩与28 d龄期柱固定端最大弯矩的比值基本相同;对龄期相同的框架柱,其固定端最大转角随轴压力的增大逐渐增大。随轴压力的增大,龄期1 d柱的固定端初始转动刚度线性增大,而龄期大于1 d柱的固定端初始转动刚度基本不变。 展开更多

关键词 施工期 梁端约束 柱端约束 简化计算模型

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基于交叉簧片式铰链的变弯度机翼机构设计 被引量：11

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作者 徐钧恒 杨晓钧 李兵 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期444-451,509,共9页

为了研究机翼弦向连续变弯度的设计问题,提出由柔性后缘机构与刚性连杆驱动机构组成的机翼变弯度设计方案以及建模分析方法.基于交叉簧片式柔性铰链设计机翼机构构型.采用链式梁约束建模方法,建立柔性后缘机构的理论力学模型,得到其受... 为了研究机翼弦向连续变弯度的设计问题,提出由柔性后缘机构与刚性连杆驱动机构组成的机翼变弯度设计方案以及建模分析方法.基于交叉簧片式柔性铰链设计机翼机构构型.采用链式梁约束建模方法,建立柔性后缘机构的理论力学模型,得到其受力和变形的关系,并利用有限元仿真对理论力学模型进行验证.在力学模型的基础上,采用NSGA-II多目标遗传算法优化机翼机构的相关尺寸参数,提升机翼的气动特性.经优化,机翼巡航阶段的升阻比提升1.09%,起降阶段的升力系数提高2.54%.经实验验证了设计的变弯度机翼机构变弯度的精度和变弯度的范围. 展开更多

关键词 变弯度机翼 柔性机构 链式梁约束建模方法 多目标优化 气动性能

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微流体装置力源机构的优化设计

8

作者 余晴 刘冲 李经民 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第4期229-233,共5页

为解决微流控系统中流体介质贮存装置输出压力不稳定等问题,设计了一种柔顺机构作为装置的力源机构。该柔顺机构基于正负刚度叠加理论设计,由四根固定导向梁和两根平面弹簧组成。首先,利用链式梁约束模型和广义打靶法分别求解出固定导... 为解决微流控系统中流体介质贮存装置输出压力不稳定等问题,设计了一种柔顺机构作为装置的力源机构。该柔顺机构基于正负刚度叠加理论设计,由四根固定导向梁和两根平面弹簧组成。首先,利用链式梁约束模型和广义打靶法分别求解出固定导向梁和平面弹簧的位移-载荷特性,建立优化模型,得到了满足设计要求的最优解。然后,为验证计算模型的准确性,使用ANSYS对柔顺梁进行大变形分析,结果显示该计算模型和有限元分析相比,误差小于1%。最后,通过实验发现该柔顺机构输出力的实验值和理论设计值存在误差,经过分析发现是加工精度、材料弹性模量误差以及只考虑了中性轴的变形等原因所导致的。 展开更多

关键词 微流控系统 柔顺机构 广义打靶法 链式梁约束模型 大变形分析

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圆环非线性恢复力的梁约束模型建模

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作者 韩文举 陆泽琦 +1 位作者 牛牧青 陈立群 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期604-611,共8页

圆环隔振器是一种以圆环结构为基础的非线性隔振器,圆环结构在压缩变形过程中会受到压力和环面拉伸的耦合作用,从而产生非线性恢复力,对圆环结构非线性恢复力的精确建模是研究隔振器性能的关键。将圆环结构等分为多段曲梁,利用梁约束模... 圆环隔振器是一种以圆环结构为基础的非线性隔振器,圆环结构在压缩变形过程中会受到压力和环面拉伸的耦合作用,从而产生非线性恢复力,对圆环结构非线性恢复力的精确建模是研究隔振器性能的关键。将圆环结构等分为多段曲梁,利用梁约束模型对每段曲梁建立计及几何非线性的力-位移关系模型,结合曲梁间的力传递关系和几何约束关系,建立了圆环整体在压缩过程中的非线性恢复力模型,并计算了圆环变形过程中所有分段点处的正应力。通过电子伺服疲劳试验机对圆环结构在压缩过程中的恢复力进行了测量,验证了梁约束模型的建模精度。研究结果表明,利用梁约束模型可以表征圆环结构非线性恢复力特性,其建模精度与椭圆积分法相当,而模型表达式和求解过程都比椭圆积分法简洁。圆环在压缩量最大时正应力最大,此时最大正应力在圆环的上下端点。梁约束模型的建模精度随着分段数的增加而提高,当分段数大于12时,梁约束模型的恢复力计算误差小于2%。 展开更多

关键词 圆环隔振器 非线性恢复力 梁约束模型 最大正应力 椭圆积分法

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基于LuGre摩擦模型的接触约束法旋转柔性梁斜碰撞研究 被引量：4

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作者 范纪华 谷通顺 +2 位作者 王明强 谌宏 陈立威 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1156-1169,共14页

基于接触约束法和LuGre摩擦模型对在重力场作用下作大范围旋转运动的柔性梁系统和斜坡发生含摩擦斜碰撞的动力学问题进行研究.首先运用刚柔耦合的多体系统动力学理论对大范围运动的柔性梁进行离散化和动力学建模,在碰撞时采用冲量动量... 基于接触约束法和LuGre摩擦模型对在重力场作用下作大范围旋转运动的柔性梁系统和斜坡发生含摩擦斜碰撞的动力学问题进行研究.首先运用刚柔耦合的多体系统动力学理论对大范围运动的柔性梁进行离散化和动力学建模,在碰撞时采用冲量动量法求出跳跃速度,其次在法向上引入接触约束求解出碰撞力,在切向上采用LuGre摩擦模型分两种方式求解摩擦力,第一种是在滑动时摩擦力由摩擦系数和碰撞力计算得出,黏滞状态下引入切向约束计算拉格朗日乘子反应实际摩擦力,根据黏滞/滑动切换判断计算出碰撞过程摩擦力(与Coulomb摩擦模型计算摩擦力一致);第二种根据LuGre摩擦模型摩擦系数和法向碰撞力计算其摩擦力,从而在碰撞时无需黏滞/滑动切换,采用相同的摩擦力计算公式.通过与Coulomb摩擦模型对比发现,LuGre摩擦模型描述碰撞切向摩擦过程更精确,LuGre摩擦模型黏滞时建立约束方程和碰撞采用统一的摩擦力公式这两种建模方式描述的斜碰撞动力学特性没有区别,进而说明采用法向接触约束和LuGre摩擦模型具有满足碰撞非嵌入情况、避免黏滞/滑动切换、描述摩擦力相对准确的优势. 展开更多

关键词 柔性梁 含摩擦斜碰撞 接触约束 黏滞/滑动 LuGre 摩擦模型

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基于应变能约束的梁截面拓扑优化 被引量：1

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作者 郭维清 张文攀 肖宁 《机械》 2011年第6期5-9,共5页

根据工程实际应用中最关注的最优设计和合理经济尺寸的问题,建立了以梁截面为设计变量,以结构总重量极小化为目标,考虑应变能约束条件的梁结构拓扑优化设计数学模型,并结合ESO方法和单元应变能分析,讨论了受弯曲载荷作用下的梁的截面形... 根据工程实际应用中最关注的最优设计和合理经济尺寸的问题,建立了以梁截面为设计变量,以结构总重量极小化为目标,考虑应变能约束条件的梁结构拓扑优化设计数学模型,并结合ESO方法和单元应变能分析,讨论了受弯曲载荷作用下的梁的截面形式拓扑优化,建立其参数化模型,最后利用ANSYS的优化模块对梁的合理截面参数进行了优化设计。结果表明,优化后的截面拓扑形式较好地符合工程实际应用;尺寸优化在给定使用和安装条件下得到梁的合理经济尺寸。对比初始截面,在满足强度和刚度的前提下极大地减小了梁的自重。 展开更多

关键词 应变能约束 拓扑优化 尺寸优化 参数化模型 梁截面

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埋地压力管道在敷设方向改变时考虑曲管段侧向约束的受力分析

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作者 郭巍 蒋杰 周晨 《特种结构》 2024年第1期80-85,102,共7页

埋地压力管道在敷设方向改变处,由于液体压力引起的推力一般与曲管段侧向抗力、直管段侧向土壤抗力和轴向摩擦力等三种抗力相互平衡。本文基于欧拉-伯努利梁理论和温克尔地基梁模型,以带刚性接口的、水平转向的埋地压力管道为研究对象,... 埋地压力管道在敷设方向改变处,由于液体压力引起的推力一般与曲管段侧向抗力、直管段侧向土壤抗力和轴向摩擦力等三种抗力相互平衡。本文基于欧拉-伯努利梁理论和温克尔地基梁模型,以带刚性接口的、水平转向的埋地压力管道为研究对象,推导出在上述抗力同时作用的情况下直管段有效约束长度的解析解。对比研究了是否考虑曲管段范围土的侧向刚度对管道的内力、位移的影响,分析了管-土摩擦系数、敷设方向改变角度、直管段土侧向刚度、曲管段侧向约束等因素对管道有效约束长度、弯矩、轴向力和剪力的影响。本文推导的解析解可以根据直管和曲管侧向约束更合理地计算管道有效约束长度。 展开更多

关键词 埋地压力管道 欧拉-伯努利梁理论 温克尔地基梁模型 有效约束长度

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不同支承体系下单跨梁结构的屈曲特性

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作者 陆健炜 吴佳丽 《四川建材》 2021年第9期51-52,共2页

根据梁结构端部的不同支承体系,将梁模型划分为一般支承梁和弹性支承梁两种,通过微分方程推导出不同支承体系下梁模型的特征方程,计算得到梁结构不同支承体系下的屈曲载荷。根据该方法,可以得出不同约束刚度下梁结构的屈曲载荷,其结果... 根据梁结构端部的不同支承体系,将梁模型划分为一般支承梁和弹性支承梁两种,通过微分方程推导出不同支承体系下梁模型的特征方程,计算得到梁结构不同支承体系下的屈曲载荷。根据该方法,可以得出不同约束刚度下梁结构的屈曲载荷,其结果可以直接运用于工程设计与分析。对于不同支承体系下的弹性约束刚度,根据梁的实际支承情况合理选取。 展开更多

关键词 梁模型 弹性约束 微分方程法 屈曲特性

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框架中钢-混凝土组合梁等效弯曲刚度分析 被引量：3

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作者 周琪亮 许立言 陶慕轩 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期182-190,共9页

框架体系中钢-混凝土组合梁在竖向荷载作用下的弯矩分布与其端部受到的转动约束条件密切相关,而在不同方向的弯矩作用下钢-混凝土组合梁截面的抗弯刚度又差异显著,要准确计算竖向荷载作用下组合梁的等效弯曲刚度必须充分考虑与其相连的... 框架体系中钢-混凝土组合梁在竖向荷载作用下的弯矩分布与其端部受到的转动约束条件密切相关,而在不同方向的弯矩作用下钢-混凝土组合梁截面的抗弯刚度又差异显著,要准确计算竖向荷载作用下组合梁的等效弯曲刚度必须充分考虑与其相连的梁柱变形对其端部产生的转动约束刚度。为此,采用分段刚度建立了框架中组合梁在竖向荷载作用下的等效刚度理论模型,以考虑不同梁端转动约束刚度和楼板开裂前后截面特性差异对组合梁等效刚度的影响。基于该理论模型进行大量参数分析,识别了影响组合梁等效弯曲刚度的两个关键参数:转动约束刚度与组合梁开裂后截面线刚度比和梁开裂前后截面刚度比,得到了随梁端转动约束刚度变化的组合梁在竖向荷载作用下等效弯曲刚度的计算式,在框架设计时可方便地用于组合梁的变形和内力计算。对比讨论了建议算式和现有公式的计算精度,并通过结构体系的非线性全过程分析对建议算式的合理性做了进一步的验证。理论分析和设计方法表明,组合梁在竖向均布荷载作用下的负弯矩区长度和等效弯曲刚度随梁端转动约束刚度变化显著,必须在设计中准确考虑。 展开更多

关键词 框架结构 钢-混凝土组合梁 理论模型 等效弯曲刚度 端部转动约束

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