直角坐标系黏弹性层状地基荷载作用下的解析刚度矩阵解 被引量：2

1

作者 寇磊 白云 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期2346-2352,共7页

基于直角坐标系下黏弹性力学的基本控制方程,通过Fourier-Laplace变换及矩阵理论,推导出三维空间问题和平面应变问题在积分变换域的解析解,进而得到相应问题的精确单元刚度矩阵;然后根据对号入座原则组装得到总体刚度矩阵;通过求解总体... 基于直角坐标系下黏弹性力学的基本控制方程,通过Fourier-Laplace变换及矩阵理论,推导出三维空间问题和平面应变问题在积分变换域的解析解,进而得到相应问题的精确单元刚度矩阵;然后根据对号入座原则组装得到总体刚度矩阵;通过求解总体刚度矩阵形成的代数方程,得到层状地基相应问题在积分变换域内的解答;应用Fourier-Laplace逆变换技术,得到其物理域内的解。求解黏弹性问题退化的弹性问题并与已有解答进行比较,验证本文计算方法的正确性,并分析黏弹性地基黏滞系数对沉降的影响。研究结果表明:黏滞系数越大,土体的蠕变越明显,地基达到最终沉降的时间将越长。 展开更多

关键词 直角坐标系 黏弹性层状地基 刚度矩阵法 Fourier-Laplace变换 矩阵理论

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直角坐标系下层状黏弹性地基Biot固结解析刚度矩阵解 被引量：2

2

作者 寇磊 白云 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2016年第1期84-96,共13页

基于直角坐标系下Biot固结的基本控制方程,并考虑软土土骨架的黏弹性特性,通过Fourier-Laplace积分变换、解耦变换、微分方程组理论和矩阵理论,推导了黏弹性地基Biot固结三维空间问题和平面应变问题在积分变换域的解析解,进而得到对应... 基于直角坐标系下Biot固结的基本控制方程,并考虑软土土骨架的黏弹性特性,通过Fourier-Laplace积分变换、解耦变换、微分方程组理论和矩阵理论,推导了黏弹性地基Biot固结三维空间问题和平面应变问题在积分变换域的解析解,进而得到对应问题的单元刚度矩阵.然后根据对号入座原则组装得到层状黏弹性地基Biot固结对应问题的总体刚度矩阵.通过求解总体刚度矩阵形成的线性代数方程,得到层状黏弹性地基Biot固结对应问题在积分变换域内的解答.最后应用Fourier-Laplace逆变换得到其物理域内的解.对比求解黏弹性Biot固结问题退化的弹性Biot固结问题与已有解答,验证了刚度矩阵计算方法的正确性,为层状黏弹性地基Biot固结问题提供了理论基础. 展开更多

关键词 直角坐标系 层状黏弹性地基 BIOT固结 解析刚度矩阵法

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一系螺旋弹簧动刚度对车辆-轨道耦合振动影响分析 被引量：18

3

作者 孙文静 宫岛 +1 位作者 周劲松 李卓 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期49-55,共7页

建立准确表征一系悬挂轴箱螺旋弹簧波动特性的力学模型,运用动刚度矩阵法求解,研究其对悬挂系统隔振性能影响。结合基于格林函数法的车辆-轨道耦合动力学模型,引入弹簧刚度频变特性,对比分析考虑一系螺旋弹簧频变刚度前后车辆动力学性... 建立准确表征一系悬挂轴箱螺旋弹簧波动特性的力学模型,运用动刚度矩阵法求解,研究其对悬挂系统隔振性能影响。结合基于格林函数法的车辆-轨道耦合动力学模型,引入弹簧刚度频变特性,对比分析考虑一系螺旋弹簧频变刚度前后车辆动力学性能之间的差异。结果表明,动刚度矩阵法可以精确求解螺旋弹簧随频率变化的动刚度特性,在一阶模态振动频率后弹簧刚度值呈现103等级的剧烈变化,该结果与有限元模型结果一致;一系螺旋弹簧的动态频率特性导致轮轨激励由车轮至构架的振动位移传递率提高到接近于1,而对车体的振动传递率提高到了10-3左右;在整车车辆-轨道动力学计算中,其对轮轨振动影响较小,但车体与构架出现了较高的高频振动能量峰值。包含一系悬挂动刚度的车辆模型更接近实际,为了降低车辆振动,应尽量提高一系螺旋弹簧自振频率并降低动刚度变化幅值。 展开更多

关键词 一系悬挂 螺旋弹簧 动刚度矩阵法 刚度频变特性 车辆-轨道耦合振动

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3自由度恰约束支链并联机构的静刚度分析 被引量：5

4

作者 谢志江 董阿彬 +2 位作者 邢淑霞 姚猛 孙琦 《机械设计》 CSCD 北大核心 2018年第8期42-47,共6页

3自由度恰约束支链并联机构主要由动平台、静平台、3条无约束UPS主动支链和中间恰约束PU支链组成。采用螺旋理论求得驱动子雅克比矩阵和约束子雅克比矩阵,最终得到完整雅克比矩阵。通过虚功原理建立3自由度恰约束支链并联机构静刚度解... 3自由度恰约束支链并联机构主要由动平台、静平台、3条无约束UPS主动支链和中间恰约束PU支链组成。采用螺旋理论求得驱动子雅克比矩阵和约束子雅克比矩阵,最终得到完整雅克比矩阵。通过虚功原理建立3自由度恰约束支链并联机构静刚度解析模型,采用刚度矩阵法通过MATLAB运动算例仿真得到整个工作空间范围内静刚度分布规律。结果表明:中间恰约束支链PU对全局刚度影响明显。 展开更多

关键词 恰约束支链 螺旋理论 完整雅克比矩阵 刚度矩阵法

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用于电动客车车身正向概念设计的刚度链数学模型 被引量：1

5

作者 尹佳成 刘子建 +1 位作者 秦欢 钟浩龙 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 2018年第3期325-332,共8页

考虑了电动客车质量约2 t的电池舱的强度和车身刚度,采用正向设计方法,进行了客车车身概念设计。用简化几何模型,以梁截面宽度、高度和厚度为设计变量,用半刚性梁单元的传递刚度矩阵法,建立了车身刚度链数学模型。以车身轻量化为目标函... 考虑了电动客车质量约2 t的电池舱的强度和车身刚度,采用正向设计方法,进行了客车车身概念设计。用简化几何模型,以梁截面宽度、高度和厚度为设计变量,用半刚性梁单元的传递刚度矩阵法,建立了车身刚度链数学模型。以车身轻量化为目标函数,以车身动静刚度、固有频率和电池舱局部强度为约束条件,运用遗传算法,优化求解。对于标杆车车身的动静刚度与电池舱局部强度,将本模型的计算结果与有限元模型相应的计算结果进行对比分析。结果表明:优化后模型提高了扭转刚度、一阶固有频率,降低了弯曲刚度、车身质量、弯曲工况下和扭转工况下的电池舱应力。因而,本车身刚度链数学模型设计方法是可行的。 展开更多

关键词 纯电动客车 车身正向设计 传递刚度矩阵法 刚度链 局部强度 车身轻量化

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交通荷载作用下公路路基工作区深度研究 被引量：47

6

作者 卢正 王长柏 +1 位作者 付建军 詹永祥 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期316-321,352,共7页

根据路面不平整实测资料,获得了汽车动荷载的计算模型和参数,并利用此荷载模式来分析公路结构的动力响应。考虑到公路结构的三维分层性状,利用Fourier变换技术和求解层状结构的精确刚度矩阵法,研究了公路结构在移动汽车荷载作用下的动... 根据路面不平整实测资料,获得了汽车动荷载的计算模型和参数,并利用此荷载模式来分析公路结构的动力响应。考虑到公路结构的三维分层性状,利用Fourier变换技术和求解层状结构的精确刚度矩阵法,研究了公路结构在移动汽车荷载作用下的动力响应问题。为了方便工程应用,利用Odemark厚度和模量的当量转换公式,将公路结构简化为由路面、路基及地基组成的3层体系,并以此为基础分析了路基动应力的衰减规律,同时重点研究了汽车轴载大小、当量路面厚度及路基模量对路基工作区深度的影响,最后建议了路基工作区深度的定量表达式,研究结果可为公路路基设计提供参考。 展开更多

关键词 影响深度 汽车荷载 精确刚度矩阵法 动力响应 路面不平整 公路工程设计

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考虑桩土滑移的超长桩沉降非线性算法 被引量：6

7

作者 杨明辉 张小威 赵明华 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期18-22,共5页

考虑超长桩桩周土体加工软化和加工硬化等不同性状,采用三折线荷载传递模型模拟其竖向荷载下桩侧传递规律,并以理论τ-z曲线描述桩侧界面桩土接触非线性。在此基础上,针对荷载传递过程中桩土滑移现象,对超长桩及桩周土分别建立单元进行... 考虑超长桩桩周土体加工软化和加工硬化等不同性状,采用三折线荷载传递模型模拟其竖向荷载下桩侧传递规律,并以理论τ-z曲线描述桩侧界面桩土接触非线性。在此基础上,针对荷载传递过程中桩土滑移现象,对超长桩及桩周土分别建立单元进行离散化处理,根据桩土体系平衡条件得出桩土体系刚度矩阵方程及其迭代求解流程,从而提出了可考虑桩土滑移的超长桩沉降计算非线性分析算法.与现场试桩实测数据对比表明,本文方法计算值与实测值基本吻合,可供工程实践参考。 展开更多

关键词 超长桩 荷载传递模型 相对滑移 刚度矩阵法 迭代法

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上覆分数导数粘弹性场地土地震放大效应 被引量：4

8

作者 刘林超 高洪波 闫启方 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期646-649,共4页

基于一维波动模型和分数导数粘弹性本构关系,分析了在竖直方向上传播的剪切地震波作用下,基岩上分数导数粘弹性模型描述的场地土的横向振动问题,用直接刚度矩阵法求得了场地土的地震放大效应系数,并用数值算例讨论了相关参量对分数导数... 基于一维波动模型和分数导数粘弹性本构关系,分析了在竖直方向上传播的剪切地震波作用下,基岩上分数导数粘弹性模型描述的场地土的横向振动问题,用直接刚度矩阵法求得了场地土的地震放大效应系数,并用数值算例讨论了相关参量对分数导数粘弹性场地土地震放大效应系数的影响。研究结果表明:在简谐剪切地震波作用下,分数导数粘弹性场地土存在共振现象;分数导数的阶数、模型参数和基岩与上覆场地土层底部之间的阻抗比对场地土的地震放大效应系数有较大的影响。 展开更多

关键词 分数导数 直接刚度矩阵法 放大效应系数 粘弹性场地土 阻抗比

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SV波斜入射时双线并行地铁隧道横截面地震响应分析 被引量：7

9

作者 周双喜 叶国涛 张季 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2021年第5期1-12,共12页

SV波以大角度斜入射时,场地伴随更大的竖向地震作用,这很可能使得地铁隧道地震响应特点异于小角度斜入射情况。基于粘弹性人工边界理论,采用频域刚度矩阵法计算任意角度斜入射SV波的地震动输入等效节点力,通过ABAQUS有限元软件建立自由... SV波以大角度斜入射时,场地伴随更大的竖向地震作用,这很可能使得地铁隧道地震响应特点异于小角度斜入射情况。基于粘弹性人工边界理论,采用频域刚度矩阵法计算任意角度斜入射SV波的地震动输入等效节点力,通过ABAQUS有限元软件建立自由场模型,验证了0°、30°、40°和50°斜入射SV波地震动输入的准确性;在此基础上建立任意角度斜入射SV波作用下的地下双线并行圆形地铁隧道地震响应分析数值模型,从场地类别、隧道埋深和双隧道间距等方面分析SV波入射角度对隧道结构横断面地震响应的影响。研究表明:入射角度0°及略大于SV波临界角的入射角度是浅埋圆形地铁隧道结构抗震的最不利角度,尤其对于II类场地,若仅在临界角以内研究衬砌结构的地震响应,将显著低估衬砌结构的动力响应;此外,隧道埋深对衬砌动弯矩、动轴力峰值具有显著影响,这种影响与场地类别密切相关;II类和III类场地中小隧道间距条件下隧道间的动力相互作用对衬砌结构动力响应具有一定的增大效应,而IV类场地中可忽略隧道间的动力相互作用对衬砌结构动力响应所产生的影响。 展开更多

关键词 SV波斜入射 频域刚度矩阵法 SV波临界角 隧道埋深 隧道间距

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基于改进Frequency-Bessel变换法的主动源Love波频散分析 被引量：1

10

作者 张凯 王小江 +2 位作者 刘建勋 王凯 姜春香 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期357-367,共11页

近年来,Love波多道分析技术在浅地表结构探测中受到越来越广泛的应用.与Rayleigh波相比,Love波相速度不受纵波速度影响,其反演参数较少,可使反演过程更加稳定、求解的横波速度模型更加可靠.高分辨率和多模式面波频散分析是面波多道分析... 近年来,Love波多道分析技术在浅地表结构探测中受到越来越广泛的应用.与Rayleigh波相比,Love波相速度不受纵波速度影响,其反演参数较少,可使反演过程更加稳定、求解的横波速度模型更加可靠.高分辨率和多模式面波频散分析是面波多道分析技术中至关重要的一环.本文利用改进Frequency-Bessel变换法对主动源Love波进行频散分析.通过改进的0阶Frequency-Bessel变换,将时间-空间域多道Love波记录变换到频率-波数域,获得其频散能量谱.通过公式推导和数值模拟,验证了该方法的有效性.实例测试表明,该方法具有较高的分辨率和多模式分辨能力,为多分量面波勘探提供了一种有效的频散分析手段. 展开更多

关键词 LOVE波 Frequency-Bessel变换 频散曲线 刚度矩阵法

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基于ZnO/金刚石/Si结构的瑞利波频散特性计算 被引量：1

11

作者 董加和 杨成韬 +2 位作者 郑泽渔 李健雄 张树人 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期952-954,968,共4页

结合声表面波的基本理论和递归刚度矩阵法,通过将瑞利波从声表面波中分离,推导出基于ZNO/金刚石/Si结构的有效介电常数数学模型。根据所建立的数学模型,采用Matlab编制出相应程序,计算得到瑞利波的相速度和机电耦合系数频散曲线。该频... 结合声表面波的基本理论和递归刚度矩阵法,通过将瑞利波从声表面波中分离,推导出基于ZNO/金刚石/Si结构的有效介电常数数学模型。根据所建立的数学模型,采用Matlab编制出相应程序,计算得到瑞利波的相速度和机电耦合系数频散曲线。该频散曲线具有较高的精确性,能很好地反映出瑞利波的频散特性。本文从解基本的波动方程理论出发,得到了三层结构的有效介电常数数学模型,并且将其程序化,最终得到了声表面波器件设计中的两个重要参数,为多层薄膜器件的设计奠定了一定的基础。 展开更多

关键词 频散特性 有效介电常数 瑞利波 递归刚度矩阵法

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变截面输流管道防共振可靠性分析 被引量：2

12

作者 刘庆 白雅洁 刘永寿 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2019年第4期101-104,共4页

采用Euler梁模型建立了变截面管道的振动控制方程,在充分考虑流速和截断系数的影响下,利用动刚度矩阵法进行了近似求解,求得了变截面管道固有频率以及管道失稳的临界流速。根据管道的前两阶固有频率建立了防共振可靠性功能函数,利用主... 采用Euler梁模型建立了变截面管道的振动控制方程,在充分考虑流速和截断系数的影响下,利用动刚度矩阵法进行了近似求解,求得了变截面管道固有频率以及管道失稳的临界流速。根据管道的前两阶固有频率建立了防共振可靠性功能函数,利用主动学习Kriging方法计算出不同流速工况及不同截断系数工况下的一阶和二阶共振失效概率,分析出流速与截断系数对共振失效的影响。 展开更多

关键词 变截面管道 动刚度矩阵法 防共振可靠性 ALK方法

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SV波任意角度入射下地铁车站结构地震响应分析 被引量：1

13

作者 张季 郑凯 +2 位作者 肖军 谭灿星 巴振宁 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期33-43,共11页

地震波入射角度对地铁车站结构地震响应的影响问题已受到学者的关注和重视。SV波斜入射时存在临界角情况,超过临界角时,场地水平向运动与竖向运动的相位差会发生改变,同时在超临界角入射下场地具有较大的竖向地震作用;然而SV波超临界角... 地震波入射角度对地铁车站结构地震响应的影响问题已受到学者的关注和重视。SV波斜入射时存在临界角情况,超过临界角时,场地水平向运动与竖向运动的相位差会发生改变,同时在超临界角入射下场地具有较大的竖向地震作用;然而SV波超临界角入射下的这些特征对地铁车站地震响应的影响规律还未见公开报道。通过ABAQUS有限元软件,首先验证了基于频域刚度矩阵的地震动输入计算方法求解地下隧道对任意角度SV波散射问题的计算精度,然后研究了SV波0°~80°范围内入射时II类、III类、IV类场地条件下两层三跨地铁车站结构的地震响应。研究表明:在较硬的场地中,SV波超临界角入射下场地同时具有较大的水平向和竖向地震作用,这将显著增大车站中柱的轴力幅值,与垂直入射情况相比,轴力幅值最高被增大至3.28倍,同时,SV波临界角附近入射时,轴力分布显著区别于其他情况;车站中柱的弯矩与剪力最大值均出现在地震波垂直入射时,且总体上,弯矩、剪力幅值随着SV波入射角度的增大而减小;车站与周围地基的动力相互作用,对车站结构所受到的水平地震作用具有一定的增大效应,场地越软,增大效应越显著。建议将SV波垂直入射和临界角附近入射2种工况均作为地铁车站结构抗震设计的不利工况。 展开更多

关键词 地铁车站 地震响应 SV波临界角 频域刚度矩阵法

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SV波斜入射时地铁车站-土-邻近地表框架结构动力相互作用分析 被引量：3

14

作者 张季 蒋玮 +3 位作者 谭灿星 许紫刚 唐柏赞 庄海洋 《震灾防御技术》 CSCD 北大核心 2022年第4期622-631,共10页

地震作用下地铁车站和邻近建筑间的动力相互作用问题已引起许多学者的关注和重视,然而斜入射地震波作用下的相互作用分析研究较少,有关规律仍不明确。为此建立基于黏弹性人工边界的地铁车站-土-地表框架结构整体动力分析有限元模型,围... 地震作用下地铁车站和邻近建筑间的动力相互作用问题已引起许多学者的关注和重视,然而斜入射地震波作用下的相互作用分析研究较少,有关规律仍不明确。为此建立基于黏弹性人工边界的地铁车站-土-地表框架结构整体动力分析有限元模型,围绕入射角、地上与地下结构间距、场地类别等因素,采用频域刚度矩阵自由场地震响应分析方法获得任意角度斜入射SV波作用下地铁车站-土-地表框架结构动力响应规律。研究结果表明,地表框架结构的存在会显著增大车站中柱轴力幅值,当地表框架结构与车站紧邻时,中柱轴力放大幅度最大为730%,放大效应会改变轴力随入射角的变化规律,总体上使车站中柱轴力在SV波垂直入射和超临界角10°左右入射时均具有相当的幅值;地表框架结构对地铁车站层间位移角的影响与场地条件密切相关,在较硬的场地(Ⅱ类场地)中,车站层间位移角放大幅度最大为74%,在较软的场地(Ⅳ类场地)中,车站层间位移角缩小幅度最大为30%;地铁车站的存在对地表框架结构层间位移角具有放大作用,总体上地铁车站与地表框架结构的距离越近,放大作用越明显,地表框架结构层间位移角放大幅度最大为52%。建议将0°入射和超临界角10°左右入射工况作为地上或地下结构地震响应分析的不利工况。 展开更多

关键词 斜入射地震波 地铁车站 动力相互作用 刚度矩阵法 临界角

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层状TI饱和半空间均布斜线荷载及孔隙水压动力格林函数

15

作者 巴振宁 段化贞 +1 位作者 梁建文 王莹 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期784-795,共12页

基于Biot流体饱和多孔介质模型,采用动力刚度矩阵方法结合傅里叶变换,给出了层状横观各向同性(TI)饱和半空间中均布斜线荷载及孔隙水压的动力格林函数。方法首先将荷载作用层固定,在波数域内求得层内响应和固端反力,进而由刚度矩阵方法... 基于Biot流体饱和多孔介质模型,采用动力刚度矩阵方法结合傅里叶变换,给出了层状横观各向同性(TI)饱和半空间中均布斜线荷载及孔隙水压的动力格林函数。方法首先将荷载作用层固定,在波数域内求得层内响应和固端反力,进而由刚度矩阵方法求得反加固端反力于整个层状半空间而产生的响应,最后叠加层内解和固端反力解经由傅里叶逆变换求得空间域内解。所给出的层状TI饱和半空间格林函数为建立相应边界元方法进而求解层状TI饱和介质相关波动问题提供了一组完备基本解。通过与已发表的各向同性饱和结果和TI弹性结果进行对比,验证了方法的正确性。进而给出了数值计算结果并进行了参数分析。结果表明:TI饱和介质与各向同性饱和介质对应的动力响应差异显著,且介质的各向异性参数对动力响应有着重要影响。此外,荷载埋深越小,地表位移和孔压波动更剧烈;介质渗透系数起到类似阻尼的作用,减小渗透系数可降低动力响应;随着频率的增大,位移、应力和孔压的波动也更为剧烈。 展开更多

关键词 横观各向同性饱和介质 层状半空间 动力刚度矩阵法 格林函数

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层体边界元法在二维层体断裂分析中的应用

16

作者 郝巨涛 刘光廷 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第5期635-640,共6页

在刚度矩阵法的基础上建立了用于进行二维多层体结构断裂分析的边界单元法（ＢＥＭＬＭ）由于ＢＥＭＬＭ的基本方程中已经包含了层体表面和裂纹缝面的边界条件，因而不需要对这些边界进行单元离散，从而其断裂分析可望有较好的精度... 在刚度矩阵法的基础上建立了用于进行二维多层体结构断裂分析的边界单元法（ＢＥＭＬＭ）由于ＢＥＭＬＭ的基本方程中已经包含了层体表面和裂纹缝面的边界条件，因而不需要对这些边界进行单元离散，从而其断裂分析可望有较好的精度通过与柯西积分方程法进行结合。 展开更多

关键词 边界元 多层体结构 刚度矩阵法 断裂分析 弹性

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横观各向同性黏弹性沥青路面的动力响应 被引量：8

17

作者 鲁巍巍 郑健龙 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期964-970,共7页

为了更好地表征路面在荷载作用下的力学行为,研究考虑基层和土基材料的横观各向同性特性的黏弹性沥青路面在落锤式弯沉仪(fal1ing weight deflectometer,FWD)荷载作用下的动力响应。从各向同性黏弹性和横观各向同性弹性轴对称空间动力... 为了更好地表征路面在荷载作用下的力学行为,研究考虑基层和土基材料的横观各向同性特性的黏弹性沥青路面在落锤式弯沉仪(fal1ing weight deflectometer,FWD)荷载作用下的动力响应。从各向同性黏弹性和横观各向同性弹性轴对称空间动力问题的基本控制方程出发,借助相应的积分变换,分别建立积分变换域内的各向同性黏弹性体的双节点层单元刚度矩阵和横观各向同性弹性体的双节点与单节点层单元刚度矩阵,进而得到考虑横观各向同性的黏弹性多层沥青路面结构的解析刚度矩阵解。通过求解横观各向同性问题退化的各向同性问题,并与已有解答进行对比,验证本文计算方法的准确性。然后,分析基层和土基的横观各向同性特性对路表弯沉的影响。研究结果表明:随着基层和土基模量比减小,路表弯沉增大,且基层模量比变化的影响更显著。 展开更多

关键词 沥青路面 黏弹性 横观各向同性 动力响应 解析刚度矩阵法

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反平面波在一维液体饱和多孔声子晶体中的传播特性 被引量：1

18

作者 张书燕 王艳锋 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期283-289,共7页

基于Biot理论和Bloch理论,研究了反平面波在一维液体饱和多孔声子晶体中的传播特性。求解液体饱和多孔介质中反平面波的波动方程;利用界面应力-位移连续条件得到了相邻单胞的传递矩阵,将传递矩阵和Bloch理论相结合计算了单胞的复能带结... 基于Biot理论和Bloch理论,研究了反平面波在一维液体饱和多孔声子晶体中的传播特性。求解液体饱和多孔介质中反平面波的波动方程;利用界面应力-位移连续条件得到了相邻单胞的传递矩阵,将传递矩阵和Bloch理论相结合计算了单胞的复能带结构;并且利用刚度矩阵法计算声子晶体的响应谱。分析了液体黏度系数、孔隙率和材料组分比对反平面波传播特性的影响。结果表明:随着黏度系数的增大,复能带的虚部先增大后减小,相应的传输先减弱后增强,复能带的实部在布里渊区边界处先变光滑后又变尖角。这些现象与黏性对快纵波的影响是一致的;随着孔隙率的增大,两种多孔介质的密度差变大,导致带隙变宽,带隙内的衰减增强;与快纵波不同的是高频通带对应的虚部仍然为零,这是由于反平面波和慢纵波之间不会发生相互作用;减小材料组分比发现第一条带隙变宽,带隙内的衰减增强,然而第二条带隙先变宽再变窄,带隙内的衰减先增强后减弱。估算的带隙中心频率值和数值结果基本一致。 展开更多

关键词 声子晶体 液体饱和多孔介质 反平面波 传递矩阵法 刚度矩阵法

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