弹性浅拱的非线性动力屈曲 被引量：11

1

作者 韩强 黄怀纬 樊学军 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期1-7,共7页

采用非线性动力学方法探索了跌落冲击弹性浅拱的动力跳跃屈曲问题.由哈密顿原理得到结构的非线性动力平衡方程,同时采用单模态和双模态两种模态形式进行分析,并通过伽辽金方法得到结构响应的控制方程.文中讨论了系统平衡点的特性,研究... 采用非线性动力学方法探索了跌落冲击弹性浅拱的动力跳跃屈曲问题.由哈密顿原理得到结构的非线性动力平衡方程,同时采用单模态和双模态两种模态形式进行分析,并通过伽辽金方法得到结构响应的控制方程.文中讨论了系统平衡点的特性,研究了系统的吸引子及其吸引域等稳定性问题.数值结果表明:双模态分析法较单模态分析法精确;在某些情况下,单模态分析无法给出正确的屈曲临界条件和系统动力响应.另外,拱的初始位形变化对跳跃屈曲的临界条件影响显著,高拱具有更高的屈曲承载力. 展开更多

关键词 非线性动力学 动力屈曲 跳跃屈曲 浅拱

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粘弹性浅拱的非线性动力学行为 被引量：7

2

作者 易壮鹏 王连华 赵跃宇 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2009年第6期719-724,共6页

研究了外荷载作用下粘弹性浅拱的非线性动力行为.通过d’Alembert原理和Euler-Bernoulli假定建立了浅拱的控制方程,其中非线性粘弹性材料采用Leaderman本构关系.运用Galerkin法和数值积分研究粘弹性浅拱的非线性动力特性.并分析了矢高... 研究了外荷载作用下粘弹性浅拱的非线性动力行为.通过d’Alembert原理和Euler-Bernoulli假定建立了浅拱的控制方程,其中非线性粘弹性材料采用Leaderman本构关系.运用Galerkin法和数值积分研究粘弹性浅拱的非线性动力特性.并分析了矢高、材料参数、激励幅值和频率等参数的影响,结果表明一定条件下粘弹性浅拱可出现混沌运动. 展开更多

关键词 粘弹性浅拱 Leaderman本构关系 GALERKIN法 分岔 混沌

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几何缺陷浅拱的动力稳定性分析 被引量：7

3

作者 易壮鹏 赵跃宇 朱克兆 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期932-938,共7页

研究了几何缺陷对粘弹性铰支浅拱动力稳定性能的影响。从达朗贝尔原理和欧拉-贝努利假定出发推导了粘弹性铰支浅拱在正弦分布突加荷载作用下的动力学控制方程,并采用Galerkin截断法得到了可用龙格-库塔法求解的无量纲化非线性微分方程... 研究了几何缺陷对粘弹性铰支浅拱动力稳定性能的影响。从达朗贝尔原理和欧拉-贝努利假定出发推导了粘弹性铰支浅拱在正弦分布突加荷载作用下的动力学控制方程,并采用Galerkin截断法得到了可用龙格-库塔法求解的无量纲化非线性微分方程组。同时引入能有效追踪结构动力后屈曲路径的广义位移控制法,对含几何缺陷浅拱的响应曲线进行几何、材料双重非线性有限元分析。用这两种方法分析了前三阶谐波缺陷对浅拱动力稳定性能的影响,其中动力临界荷载由B-R准则判定。主要结论有:材料粘弹性使浅拱动力临界荷载增大且结构响应曲线与弹性情况差别很大;二阶谐波缺陷影响显著,它使动力临界荷载明显下降且使得浅拱粘弹性动力临界荷载可能低于弹性动力临界荷载。 展开更多

关键词 浅拱 几何缺陷 动力稳定性 粘弹性 龙格-库塔法 广义位移控制法

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弹性约束浅拱的非线性动力响应与分岔分析 被引量：4

4

作者 易壮鹏 张勇 王连华 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2013年第11期1182-1196,共15页

浅拱采用竖向、转动方向弹性约束时,自振频率和模态与理想的铰支/固结边界存在差异,不同约束刚度将改变外激励下的非线性响应及各种分岔产生的参数域.由浅拱基本假定建立无量纲动力学方程,采用在频率和模态中考虑约束刚度大小的方法,通... 浅拱采用竖向、转动方向弹性约束时,自振频率和模态与理想的铰支/固结边界存在差异,不同约束刚度将改变外激励下的非线性响应及各种分岔产生的参数域.由浅拱基本假定建立无量纲动力学方程,采用在频率和模态中考虑约束刚度大小的方法,通过Galerkin全离散和多尺度摄动分析导出极坐标、直角坐标形式的平均方程,其中方程系数与约束刚度一一对应.用数值方法分析了周期激励下竖向弹性约束系统最低两阶模态之间1∶2内共振时的动力行为,所得结果与有限元的对比以及平均方程系数的收敛性证明了所采用方法是可行的.随着激励幅值、频率的变化存在若干分岔点,分岔发生时的参数分布与约束刚度值有关,在由分岔点连接的不稳定区或共振区附近,存在一系列稳态解、周期解、准周期解和混沌解窗口,且随参数的变化可观测到倍周期分岔. 展开更多

关键词 弹性约束 浅拱 1 2内共振 多尺度法 分岔 混沌

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弹性支撑浅拱的非线性动力行为分析 被引量：5

5

作者 易壮鹏 康厚军 王连华 《动力学与控制学报》 2013年第2期142-148,共7页

本文研究了两端转角均为转动弹簧支撑的铰支浅拱在外激励作用下的非线性动力学行为.基于弹性支撑浅拱的基本动力控制方程,采用多尺度法对内共振进行了摄动分析,并得到了极坐标形式的平均方程.弹性约束的刚度通过特征方程影响结构的自振... 本文研究了两端转角均为转动弹簧支撑的铰支浅拱在外激励作用下的非线性动力学行为.基于弹性支撑浅拱的基本动力控制方程,采用多尺度法对内共振进行了摄动分析,并得到了极坐标形式的平均方程.弹性约束的刚度通过特征方程影响结构的自振频率和模态,且与平均方程的相关系数一一对应,文中还以最低两阶模态之间1:1内共振为对象进行了数值分析.结果显示系统存在模态交叉与转向两种内共振形式,另一方面结构参数处于某一范围之内时外激励激发的模态作用可导致出现准周期运动和混沌运动. 展开更多

关键词 浅拱 转动弹性支撑 内共振 分岔 模态转向

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基于Kelvin模型的粘弹性浅拱的动力稳定性 被引量：5

6

作者 易壮鹏 康厚军 王连华 《动力学与控制学报》 2009年第3期212-216,共5页

研究了外激励作用下非线性粘弹性浅拱的动力行为.通过达朗贝尔原理和欧拉-贝努利假定建立了浅拱的动力学控制方程,其中采用Kelvin模型来表示非线性粘弹性材料的本构关系,并利用Galerkin法将方程简化用于数值分析.分析了粘弹性材料参数... 研究了外激励作用下非线性粘弹性浅拱的动力行为.通过达朗贝尔原理和欧拉-贝努利假定建立了浅拱的动力学控制方程,其中采用Kelvin模型来表示非线性粘弹性材料的本构关系,并利用Galerkin法将方程简化用于数值分析.分析了粘弹性材料参数、浅拱矢高、外激励幅值和频率对系统分岔和混沌等非线性动力学行为的影响,结果表明各种参数条件下系统的非线性动力特性十分复杂,周期运动、准周期运动和混沌运动窗口在一定条件下交替出现. 展开更多

关键词 浅拱 粘弹性 KELVIN模型 非线性动力学 GALERKIN法

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竖向弹性支撑浅拱的非线性动力行为分析 被引量：2

7

作者 易壮鹏 黎亮 王连华 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期925-931,957-958,共7页

研究了两端竖向弹性支撑浅拱在周期激励作用下发生1:1内共振时的分岔与混沌等非线性动力行为。通过引入基本假定,得到了浅拱的基本动力学方程;采用Galerkin全离散并通过多尺度法进行摄动,得到了内共振的发生条件及平均方程;去掉阻尼、... 研究了两端竖向弹性支撑浅拱在周期激励作用下发生1:1内共振时的分岔与混沌等非线性动力行为。通过引入基本假定,得到了浅拱的基本动力学方程;采用Galerkin全离散并通过多尺度法进行摄动,得到了内共振的发生条件及平均方程;去掉阻尼、外荷载、非线性项后,在所得线性方程的自振频率和正交模态的基础上考虑竖向弹性支撑,推导得出了与弹性刚度值对应的平均方程系数。研究结果表明:不对称弹性边界使1:1内共振形式为模态转向,系统存在对刚度敏感的弹性支撑区域;激励幅值和频率发生变化时,在一定参数条件下存在稳态解、周期解、准周期解、混沌解窗口,并存在倍周期分岔现象。 展开更多

关键词 竖向弹性支撑浅拱 1 1内共振 倍周期分岔 混沌 多尺度法

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周期激励浅拱分岔研究 被引量：2

8

作者 毕勤胜 陈予恕 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第1期83-88,共6页

研究了一阶和二阶模态在１：２内共振条件下浅拱的复杂动力学行为，指出当周期激励浅拱具有初始静变形时，系统的一阶模态和二阶模态会产生内共振，系统两共振模态之间会产生相互作用，系统的能量会在其低阶和高阶模态之间相互传递，对... 研究了一阶和二阶模态在１：２内共振条件下浅拱的复杂动力学行为，指出当周期激励浅拱具有初始静变形时，系统的一阶模态和二阶模态会产生内共振，系统两共振模态之间会产生相互作用，系统的能量会在其低阶和高阶模态之间相互传递，对称破缺后的Ｈｏｐｆ分岔解会通过一系列的倍化周期分岔导致混沌，在混沌域中还会发现稳定的周期解窗口． 展开更多

关键词 内共振 调幅运动 分岔 混沌 浅拱 周期激励

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周期激励浅拱1∶2内共振参数平面定常运动分布 被引量：2

9

作者 毕勤胜 陈予恕 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 1998年第7期587-596,共10页

本文研究了已具有静变形的受周期激励作用下浅拱在１：２内共振条件下的分岔特性，进而按系统的运动形式将整个参数平面分成不同的区域，得到了物理参数平面上浅拱的定常运动分布情况，结合数值分析方法详细分析了系统在各个区域内特别... 本文研究了已具有静变形的受周期激励作用下浅拱在１：２内共振条件下的分岔特性，进而按系统的运动形式将整个参数平面分成不同的区域，得到了物理参数平面上浅拱的定常运动分布情况，结合数值分析方法详细分析了系统在各个区域内特别是Ｈｏｐｆ分岔区域内系统的动力学特性，指出系统模态相互作用的规律及其通向混沌的过程· 展开更多

关键词 浅拱 内共振 定常运动 分岔 周期激励

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固接抛物线浅拱的平面内稳定性分析 被引量：2

10

作者 陈耀 冯健 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期190-195,共6页

对固接抛物线浅拱的静力及动力稳定性问题进行了研究.基于哈密尔顿原理推导出抛物线浅拱的动力学控制方程,并推得非线性静力平衡方程及静力跃越和分岔屈曲的解析方程;利用体系不稳定平衡时的能量守恒原理确立了发生动力屈曲的临界条件... 对固接抛物线浅拱的静力及动力稳定性问题进行了研究.基于哈密尔顿原理推导出抛物线浅拱的动力学控制方程,并推得非线性静力平衡方程及静力跃越和分岔屈曲的解析方程;利用体系不稳定平衡时的能量守恒原理确立了发生动力屈曲的临界条件并得到动力屈曲相对荷载上限及下限值.分析结果表明:浅拱的修正长细比及结构已存在荷载是影响浅拱屈曲的重要参数,阶跃荷载作用下浅拱的静力及动力屈曲相对荷载随着长细比的增加而增加,而动力屈曲荷载随结构已存在荷载的增大而减小;当稳定平衡时系统势能大于零,浅拱的动力屈曲荷载将显著提高. 展开更多

关键词 抛物线浅拱 阶跃荷载 跃越 动力屈曲 修正长细比

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弹性约束浅拱的内共振非线性模态 被引量：2

11

作者 曾有艺 易壮鹏 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第23期48-53,共6页

动力系统采用弹性约束时自振特性、非线性模态与采用理想边界时存在差异,约束刚度值将改变各种非线性动力行为产生的参数域。采用多尺度法进行直接摄动构造了一端竖向弹性约束浅拱在发生2∶1内共振时的非线性模态。结果表明:内共振非线... 动力系统采用弹性约束时自振特性、非线性模态与采用理想边界时存在差异,约束刚度值将改变各种非线性动力行为产生的参数域。采用多尺度法进行直接摄动构造了一端竖向弹性约束浅拱在发生2∶1内共振时的非线性模态。结果表明:内共振非线性系统存在单模态运动和耦合模态运动;弹性约束的存在及不同取值将导致不同的非对称线性模态、形函数及内共振激发条件;不同约束刚度时非线性模态的时空效应呈现不同的动力形态。 展开更多

关键词 弹性约束 浅拱 非线性模态 2:1内共振 多尺度法

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转动弹性约束浅拱的2:1内共振非线性模态 被引量：1

12

作者 曾有艺 易壮鹏 颜东煌 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期3922-3927,共6页

采用多尺度法进行直接摄动构造一端转动弹性约束浅拱发生2:1内共振时的非线性模态。在线性频率/模态及形函数中考虑弹性约束边界的影响,分析约束刚度不同时浅拱非线性模态的频率/幅值及时空效应。研究结果表明:转动弹性约束的存在使得... 采用多尺度法进行直接摄动构造一端转动弹性约束浅拱发生2:1内共振时的非线性模态。在线性频率/模态及形函数中考虑弹性约束边界的影响,分析约束刚度不同时浅拱非线性模态的频率/幅值及时空效应。研究结果表明:转动弹性约束的存在使得频谱上出现模态转向,模态与形函数不对称;内共振非线性系统存在单模态运动和耦合模态运动;转动弹性约束的存在导致最低2阶模态之间的2:1内共振被激发;非线性模态的频率/幅值具有显著的非线性效应,且不同约束刚度时动力形态呈现不同的时空效应。 展开更多

关键词 转动弹性约束 浅拱 非线性模态 2内共振 多尺度法

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两端铰支层合浅拱的非线性‘跳跃’稳定性 被引量：1

13

作者 席丰 宋涛 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期113-116,共4页

利用叶开源和刘人怀提出的修正迭代法 ,导出了两端铰支、对称正交铺层的浅拱在均布载荷作用下的三次近似特征关系式 ,进而分析了结构几何参数、铺层数等对于‘跳跃失稳’临界载荷的影响 ,并通过与‘动力失稳’临界载荷的比较 ,讨论了两... 利用叶开源和刘人怀提出的修正迭代法 ,导出了两端铰支、对称正交铺层的浅拱在均布载荷作用下的三次近似特征关系式 ,进而分析了结构几何参数、铺层数等对于‘跳跃失稳’临界载荷的影响 ,并通过与‘动力失稳’临界载荷的比较 ,讨论了两个‘失稳’概念的区别。 展开更多

关键词 复合材料 浅拱 跳跃稳定 修正迭代解 非线性

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极浅埋连拱隧道施工过程围岩力学行为的模型试验研究 被引量：6

14

作者 李树忱 袁超 +3 位作者 李术才 李新志 冯现大 李文婷 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期713-718,共6页

以长城岭连拱隧道为工程背景,针对极浅埋连拱隧道施工过程中围岩的力学变化特征,采用室内模型试验的方法对隧道开挖过程进行模拟,利用相关监测元件对应力、应变及围岩压力等信息进行采集和分析;借助有限差分软件对开挖过程进行数值模拟... 以长城岭连拱隧道为工程背景,针对极浅埋连拱隧道施工过程中围岩的力学变化特征,采用室内模型试验的方法对隧道开挖过程进行模拟,利用相关监测元件对应力、应变及围岩压力等信息进行采集和分析;借助有限差分软件对开挖过程进行数值模拟,结合数值计算结果验证了模型试验的结论,最终揭示了极浅埋连拱隧道伴随开挖围岩不同位置的应力变化规律,并得到了中隔墙上部及基底压力的变化趋势。 展开更多

关键词 极浅埋连拱隧道 施工过程 力学行为 模型试验

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浅埋连拱隧道爆破的数值模拟 被引量：3

15

作者 任辉龙 段群苗 蔡永昌 《爆破》 CSCD 北大核心 2012年第4期70-75,共6页

运用ANSYS/LSDYNA软件,建立三维隧道整体模型,考虑自重应力,选取不同的围岩级别、不同的炸药当量等6种工况,分别计算后行洞掌子面爆破的浅埋连拱隧道速度场分布和应力场分布,得出最大震速和最大主应力峰值沿横向和纵向分布规律,分析爆... 运用ANSYS/LSDYNA软件,建立三维隧道整体模型,考虑自重应力,选取不同的围岩级别、不同的炸药当量等6种工况,分别计算后行洞掌子面爆破的浅埋连拱隧道速度场分布和应力场分布,得出最大震速和最大主应力峰值沿横向和纵向分布规律,分析爆破对先行洞隧道仰拱和中隔墙的影响,得出围岩级别和炸药当量与震速峰值和最大主应力峰值之间的基本关系,对确定先行洞二衬施做时机、浅埋连拱隧道工程实践具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 浅埋连拱隧道 数值模拟 爆炸 LS-DYNA

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中洞法修建浅埋暗挖连拱隧道施工技术 被引量：2

16

作者 王刚 崔天麟 《西部探矿工程》 CAS 2005年第11期149-151,153,共4页

简要介绍了城市中采用中洞法进行浅埋连拱隧道的施工技术,对隧道的施工方案、支护手段、监控量测、辅助工艺进行了阐述。

关键词 中洞 浅埋连拱 注浆

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浅埋大跨径连拱隧道施工工序对比优化分析 被引量：5

17

作者 葛琳延 孙平 龙绪建 《中外公路》 北大核心 2007年第4期150-152,共3页

朝阳沟浅埋大跨径连拱隧道地处低山区，地形稍有起伏。针对隧道顶板距离地面为4．5～11m，隧道顶板微风化岩层的厚度为0～5m，并且隧道穿过公路和厂房，对顶板围岩的稳定性要求高的情况，该文根据Ⅳ级围岩和Ⅲ级围岩情况对施工方法、施... 朝阳沟浅埋大跨径连拱隧道地处低山区，地形稍有起伏。针对隧道顶板距离地面为4．5～11m，隧道顶板微风化岩层的厚度为0～5m，并且隧道穿过公路和厂房，对顶板围岩的稳定性要求高的情况，该文根据Ⅳ级围岩和Ⅲ级围岩情况对施工方法、施工工序进行了对比分析，提出了施工过程中应当注意的问题，并展开了深入研究，为隧道安全施工奠定基础。 展开更多

关键词 浅埋大跨径连拱隧道 施工方法 施工工序 围岩级别

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浅埋连拱隧道施工过程的力学分析 被引量：2

18

作者 刘彤 刘新东 《四川建筑科学研究》 北大核心 2009年第1期251-255,共5页

针对软弱围岩双连拱隧道三导洞施工方案的特点,采用有限元方法对其施工过程各阶段围岩与支护体系的力学性状进行了分析,并与实测结果进行对比分析。拱顶沉降和周边收敛明显分为上弧形开挖、核心土开挖两个增长阶段,后施工洞室沉降大于... 针对软弱围岩双连拱隧道三导洞施工方案的特点,采用有限元方法对其施工过程各阶段围岩与支护体系的力学性状进行了分析,并与实测结果进行对比分析。拱顶沉降和周边收敛明显分为上弧形开挖、核心土开挖两个增长阶段,后施工洞室沉降大于先施工洞室。中墙顶部三角区围岩及中墙底部围岩塑性变形较大,施工中应加强监测。两侧导洞临时支护受力很大,应加强横支撑以确保施工安全。中墙受力始终处于偏压状态,中墙底部承受很大的水平向拉应力,应加强横向配筋或采用扩大基础型式。 展开更多

关键词 浅埋连拱隧道 施工过程 有限元法

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浅埋偏压软弱围岩双连拱隧道施工技术 被引量：11

19

作者 吕剑云 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2011年第3期72-76,共5页

研究目的:针对某市政浅埋偏压软弱围岩双连拱隧道地质软弱、围岩无自稳能力、初期支护变形大、严重偏压、易塌方的情况,总结有效性的控制变形、偏压、塌方处理的隧道施工技术,研究结果对今后类似地质条件的隧道施工有一定的借鉴作用。... 研究目的:针对某市政浅埋偏压软弱围岩双连拱隧道地质软弱、围岩无自稳能力、初期支护变形大、严重偏压、易塌方的情况,总结有效性的控制变形、偏压、塌方处理的隧道施工技术,研究结果对今后类似地质条件的隧道施工有一定的借鉴作用。研究结论:(1)浅埋偏压软弱围岩双连拱隧道施工必须根据现场地质情况制定制定合理的支护参数;(2)市政地质条件差的隧道必须进行高频率的监控量测、根据数据指导施工;(3)合理地改变施工工序可以确保隧道安全顺利的贯通;(4)抗滑桩和反压回填可以有效解决软弱围岩隧道偏压问题。 展开更多

关键词 浅埋大跨双联拱隧道 软弱围岩 变形控制 偏压控制 塌方处理 监控量测

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子弹撞击作用下固支浅圆拱的弹塑性动力响应 被引量：2

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作者 刘锋 席丰 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期361-367,共7页

基于大变形动力学微分方程并利用有限差分离散分析,研究了子弹撞击作用下固支浅圆拱的弹塑性动力响应。通过对响应不同时刻内力分布特征的分析,阐明了圆拱的响应模式和变形机制。研究表明,弹塑性响应过程可分为六个阶段。在响应早期,拱... 基于大变形动力学微分方程并利用有限差分离散分析,研究了子弹撞击作用下固支浅圆拱的弹塑性动力响应。通过对响应不同时刻内力分布特征的分析,阐明了圆拱的响应模式和变形机制。研究表明,弹塑性响应过程可分为六个阶段。在响应早期,拱的变形以塑性弯曲挠动由撞击点向拱根部传播为主;在响应后期,则主要以轴力主导下的轴向拉伸变形为主。在高速撞击下,塑性弯曲挠动的不均匀性可以引起浅拱的反向弯曲变形。固支浅圆拱的动力响应对撞击速度的某个变化范围非常敏感,在此范围内,撞击速度的较小增加可以导致响应的很快增长,但动力响应随撞击速度连续变化,未发生突然的跳跃失稳。本文中计算结果同实验数据吻合较好。 展开更多

关键词 固体力学 弹塑性动力响应 有限差分 浅圆拱 数值模拟

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