基于矩阵位移法的超长工作面顶板挠度分布研究

1

作者 邢有望 李明忠 +2 位作者 张金虎 闫汝瑜 刘江斌 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第5期39-51,共13页

为了探究顶板条件、巷帮条件及支护条件对超长工作面顶板挠度变化的影响,同时将梁模型理论应用于指导液压支架设计,以小保当二号井132202超长工作面为背景,根据实际生产中液压支架、巷帮及顶板关系,建立支持在弹性支座上的二维连续梁模... 为了探究顶板条件、巷帮条件及支护条件对超长工作面顶板挠度变化的影响,同时将梁模型理论应用于指导液压支架设计,以小保当二号井132202超长工作面为背景,根据实际生产中液压支架、巷帮及顶板关系,建立支持在弹性支座上的二维连续梁模型,基于位移法对梁模型单元进行编码并计算杆单元的单元刚度矩阵,利用单元集成法计算含有弹性支座的超长梁模型整体刚度矩阵及节点等效载荷,通过矩阵位移法求解全梁挠度分布及杆端内力计算式,从而得到支架支护反力。在此基础上,分别对支架宽度、数目、等效刚度、工作面长度、巷帮刚度、顶板弹性模量、截面惯性矩及随动岩层产生的载荷大小取不同值,来观察其对全梁挠度分布的影响。使用三次多项式对挠度曲线一侧的起点至最大峰值段进行精确拟合。使用插入了桩结构单元充当支护的3DEC数值模拟结果及现场电液控监测数据进行验证。验证结果做到了理论计算、数值模拟与现场数据三者的统一,表明二维梁模型能够在一定程度上解释超长工作面三峰值来压特征,同时工作面一侧到临近高峰值段的挠度曲线符合三次多项式分布规律。研究深化了梁模型在采场方面的应用,为超长工作面支架工作阻力预测提供了方向,研究结果有助于为超长工作面液压支架设计提供理论指导。 展开更多

关键词 采矿工程 液压支架 超长工作面 矩阵位移法 3DEC数值模拟

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钢管混凝土拱结构计算的矩阵位移法 被引量：6

2

作者 熊峰 童蔷 赖曦凌 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第5期480-483,共4页

视钢管混凝土为复合材料 ,建立了钢管混凝土拱结构计算的矩阵位移法。在对横截面作空间有限元子结构分析的基础上 ,利用平截面假定 ,将空间子单元转换为杆单元 ,从而导出了杆元的刚度矩阵。如进一步深入 ,可应用到钢管混凝土拱的非线性... 视钢管混凝土为复合材料 ,建立了钢管混凝土拱结构计算的矩阵位移法。在对横截面作空间有限元子结构分析的基础上 ,利用平截面假定 ,将空间子单元转换为杆单元 ,从而导出了杆元的刚度矩阵。如进一步深入 ,可应用到钢管混凝土拱的非线性分析中。 展开更多

关键词 结构计算 钢管混凝土拱 矩阵位移法 拱桥

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基于矩阵位移法的浮箱载船下水分析方法 被引量：3

3

作者 翟高进 谢云平 薛云 《船海工程》 2010年第5期65-68,共4页

为保证浮箱载船下水安全,在分析浮箱载船下水力学模型的基础上,基于矩阵位移法对浮箱载船下水进行分析。利用VB编制浮箱载船下水程序,实现下水过程中浮箱吃水、弯矩、剪力、支墩反力的快速计算,与有限元软件MSC.Nastran计算结果进行对... 为保证浮箱载船下水安全,在分析浮箱载船下水力学模型的基础上,基于矩阵位移法对浮箱载船下水进行分析。利用VB编制浮箱载船下水程序,实现下水过程中浮箱吃水、弯矩、剪力、支墩反力的快速计算,与有限元软件MSC.Nastran计算结果进行对比分析。结果表明浮箱载船下水程序可以准确有效地计算下水过程中浮箱吃水、弯矩、剪力和支墩反力。 展开更多

关键词 船舶下水 浮箱 矩阵位移法 程序设计 有限元法

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平面刚架二阶内力分析的矩阵位移法 被引量：1

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作者 干洪 汪海涛 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期747-750,共4页

文章针对弹性压杆变形后的状态和压杆的轴力效应建立压杆的平衡微分方程,由此研究压杆的物理关系;采用矩阵位移法建立结构的刚度方程,并将其写成迭代形式进行二阶内力的分析;在算例中将所得到的结果和一阶理论进行了比较,得到了一些有... 文章针对弹性压杆变形后的状态和压杆的轴力效应建立压杆的平衡微分方程,由此研究压杆的物理关系;采用矩阵位移法建立结构的刚度方程,并将其写成迭代形式进行二阶内力的分析;在算例中将所得到的结果和一阶理论进行了比较,得到了一些有益的结论。 展开更多

关键词 轴力效应 二阶内力 矩阵位移法

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分析箱梁扭转的矩阵位移法

5

作者 秦顺全 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 1990年第1期73-84,共12页

前言广义坐标法是一种分析箱梁受扭的分析解法,其在我国桥梁工程中的应用已有较长的历史,但过去使用广义坐标法分析箱梁受扭时往往要借助于现仍有争议的“扭转中心”的概念,且只能处理具有两个对称轴的箱形截面,这使该法的应用受到限制... 前言广义坐标法是一种分析箱梁受扭的分析解法,其在我国桥梁工程中的应用已有较长的历史,但过去使用广义坐标法分析箱梁受扭时往往要借助于现仍有争议的“扭转中心”的概念,且只能处理具有两个对称轴的箱形截面,这使该法的应用受到限制。本文把广义坐标法的基本原理和结构分析中的矩阵位移法结合起来分析箱形截面梁。 展开更多

关键词 箱梁扭转 矩阵位移法 箱梁桥

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桩基的矩阵位移法计算及电算

6

作者 钟宠仁 刘美茹 《铁道标准设计》 1989年第3期22-26,共5页

用矩阵位移法计算桩基变位和桩顶内力,在数学上应用了矩阵运算手段,既简化了表达式,又便于使用微机。今结合算例介绍这种方法,供有关方面参考。

关键词 矩阵位移法 桩基础 排桩 对称面 斜桩 局部坐标系 刚度矩阵 直桩 坐标变换矩阵 打印结果

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测边网矩阵位移法平差

7

作者 殷耀国 胡必武 +3 位作者 郭发智 李喜生 哈雪峰 刘勤 《农业科学研究》 1992年第3期30-38,共9页

本文将测边网看作平面桁架结构,运用结构学中解算铰节点位移的矩阵位移法对测边网进行平差,最后介绍实用的电算程序及其说明,并给出算例。

关键词 测边网 平面桁架结构 矩阵位移法 平差计算程序

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数值法建立单向柔性铰链的刚度矩阵 被引量：8

8

作者 杨启志 尹小琴 +1 位作者 马履中 沈惠平 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期104-107,共4页

以非对称 3RRC(RP)全柔性并联机构中的柔性铰链为例 ,介绍其结构型式并建立力学模型。利用二阶龙格库塔法、4次拉格朗日插值和复化抛物形求积等方法得出了变截面柔性铰链单元所受外力与端部变形之间的关系。再由矩阵位移法建立其拉弯组... 以非对称 3RRC(RP)全柔性并联机构中的柔性铰链为例 ,介绍其结构型式并建立力学模型。利用二阶龙格库塔法、4次拉格朗日插值和复化抛物形求积等方法得出了变截面柔性铰链单元所受外力与端部变形之间的关系。再由矩阵位移法建立其拉弯组合变形的刚度方程 ,借助等截面梁单元刚度矩阵的特点 ,最终求得柔性铰链刚度矩阵中各个元素的表达式 ,并用 ANSYS软件进行了验证 ,具有一定准确性。 展开更多

关键词 刚度矩阵 等截面 矩阵位移法 变截面 数值法 刚度方程 组合变形 柔性铰链 并联机构 拉格朗日插值

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壁式框架分析的状态变量传递法 被引量：3

9

作者 王建国 于传君 蒋南 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2000年第1期41-46,共6页

取杆端位移和对应的杆端力作为状态变量 ,利用传递矩阵和逐层分析的方法来分析壁式框架。文章取框架的每一层作为基本单元 ,建立基本单元端部的状态变量与相邻基本单元端部状态变量之间的转换关系。分析过程中 ,框架层数的增加仅增加矩... 取杆端位移和对应的杆端力作为状态变量 ,利用传递矩阵和逐层分析的方法来分析壁式框架。文章取框架的每一层作为基本单元 ,建立基本单元端部的状态变量与相邻基本单元端部状态变量之间的转换关系。分析过程中 ,框架层数的增加仅增加矩阵相乘的次数 ,而待求的基本未知量的数目始终保持不变 ,从而提高了计算机分析问题的能力。 展开更多

关键词 壁式框架分析 状态变量传递法 传递矩阵 矩阵位移法

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基于Melan解的地下连续墙结构分析方法 被引量：4

10

作者 张永兴 丁敏 王辉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期2890-2896,2978,共8页

针对深基坑支护的多支撑地下连续墙结构,考虑分步开挖和支撑对墙体的内力和位移以及支撑反力的影响,提出以弹性地基梁为基础的矩阵位移法。在求解矩阵位移法的过程中,确定土体的水平基床系数成为分析地下连续墙变形和内力的关键。Melan... 针对深基坑支护的多支撑地下连续墙结构,考虑分步开挖和支撑对墙体的内力和位移以及支撑反力的影响,提出以弹性地基梁为基础的矩阵位移法。在求解矩阵位移法的过程中,确定土体的水平基床系数成为分析地下连续墙变形和内力的关键。Melan给出半无限大弹性空间内部线性荷载作用下的应力和位移解,在Melan解的基础上,通过对其应力解进行积分处理,并结合平面应变问题的物理方程和几何方程,得到条形荷载作用下的位移解,进而得到水平基床系数。将Melan解的矩阵位移法运用到工程实例中,并将实测结果与计算结果进行比较,验证了其可行性和正确性,可为同类工程结构设计提供理论基础。 展开更多

关键词 地下连续墙 弹性地基梁 矩阵位移法 Melan解 水平基床系数

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基坑支护设计的弹性抗力法 被引量：17

11

作者 秦四清 《工程地质学报》 CSCD 2000年第4期481-487,共7页

本文对基坑支护设计中常用的设计方法作了评述 ,阐述了弹性抗力法的基本原理 ,对计算时土压力分布模式的选择问题和多支撑板桩墙计算模型位移协调问题给出了明确答案 ,最后通过实例分析阐明了采用弹性抗力法进行基坑支护设计的思路和步骤。

关键词 基坑支护 弹性抗力 位移协调 结构离散化 土压力 分布模式 矩阵位移法 多支撑板桩墙

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多跨多层框架分析的状态变量传递法 被引量：2

12

作者 王建国 于传君 蒋南 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1999年第1期14-20,共7页

取柱端位移和对应的柱端力作为状态变量，利用传递矩阵和逐段分析的方法来分析多跨多层框架。文章取框架的每一层作为一个单元，建立基本单元端部的状态变量到相邻单元端部状态变量之间的转换关系。分析过程中，框架层数的增加仅增加矩... 取柱端位移和对应的柱端力作为状态变量，利用传递矩阵和逐段分析的方法来分析多跨多层框架。文章取框架的每一层作为一个单元，建立基本单元端部的状态变量到相邻单元端部状态变量之间的转换关系。分析过程中，框架层数的增加仅增加矩阵相乘的次数，而待求的基本未知量的数目始终保持不变。 展开更多

关键词 多跨多层框架 状态变量 矩阵位移法 框架

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一种分析地基与上部结构相互作用的简化方法 被引量：1

13

作者 白俊英 马伏龙 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第3期347-350,共4页

为了研究一个结构体系的地基与上部结构的相互作用,以超高层建筑空间巨型框架结构体系为例,提出了一种简化分析方法.介绍了如何简化地基、上部结构、地基与基础的接触,并用算例计算结果证明了该方法的有效性、定量处理地基与基础接触问... 为了研究一个结构体系的地基与上部结构的相互作用,以超高层建筑空间巨型框架结构体系为例,提出了一种简化分析方法.介绍了如何简化地基、上部结构、地基与基础的接触,并用算例计算结果证明了该方法的有效性、定量处理地基与基础接触问题的简洁性,以及程序化分析的便捷性. 展开更多

关键词 半无限大弹性地基 超高层建筑 矩阵位移法

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柔性桩台横向排架计算方法的探讨 被引量：1

14

作者 马淑贤 《大连水产学院学报》 1987年第1期47-54,共8页

本文用矩阵位移法进行了柔性桩台横向排架内力分析的精确计算,并用编制的程序在AppLE Ⅱ微机上作了算例,证明本文方法比原来的方法较为经济合理。本文方法可用于实际工程设计。

关键词 柔性桩台 横向排架 计算方法 矩阵位移法 内力分析 计算机应用 高桩码头

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用弯矩分配法编制结构电算程序简介

15

作者 张凯声 《煤炭工程》 1985年第10期35-37,共3页

随着电子计算机的普及,求解超静定结构问题的两种基本方法-力法和位移法不再仅仅是超静定结构力学的理论基础,而且还得到了实际上的应用.它同现代电算技术结合而发展起来的矩阵力法、矩阵位移法和有限元法,使结构问题的表达形式简洁、紧... 随着电子计算机的普及,求解超静定结构问题的两种基本方法-力法和位移法不再仅仅是超静定结构力学的理论基础,而且还得到了实际上的应用.它同现代电算技术结合而发展起来的矩阵力法、矩阵位移法和有限元法,使结构问题的表达形式简洁、紧凑,又可通过矩阵运算来求解.但籍此编写的各种程序,有很大部分属于线性代数内容,这对以往习惯于用弯矩分配法等实用方法进行手算的工程技术人员来说有一定的难度.为此,笔者根据弯矩分配法原理编写了两个程序,用来求解多跨连续梁、无侧移框架等超静定杆件体系.它们不仅能迅速精确地获得解题结果,而且较易掌握.弯矩分配法的力学概念明确,其计算步骤简述如下: 展开更多

关键词 弯矩分配法 电算程序 矩阵力法 超静定结构 侧移 多跨连续梁 矩阵位移法 线性代数 工程技术人员 力学概念

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大行程-高频响压电驱动纳米定位平台优化设计 被引量：1

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作者 张萌 刘时成 +2 位作者 张松林 朱禹清 吴垚 《压电与声光》 北大核心 2024年第6期934-941,共8页

针对原子力显微镜的扫描范围和扫描速度受限于柔性机构的工作行程和固有频率,而柔性机构在设计时难以兼顾大工作行程和高固有频率的问题,基于桥式放大机构设计了一款纳米定位平台,并对其构型和主要参数进行优化。首先研究了柔性臂数量... 针对原子力显微镜的扫描范围和扫描速度受限于柔性机构的工作行程和固有频率,而柔性机构在设计时难以兼顾大工作行程和高固有频率的问题,基于桥式放大机构设计了一款纳米定位平台,并对其构型和主要参数进行优化。首先研究了柔性臂数量和厚度对桥式机构固有频率及放大比的影响,建立了新型双桥式柔性放大机构构型;然后基于矩阵位移法实现了纳米定位平台离散化,构建纳米定位平台整体刚度矩阵及系统的力学模型;最后针对纳米定位平台的频响和行程对柔性放大机构的主要参数进行优化分析与仿真分析。仿真结果表明,优化后的压电驱动纳米定位平台的一阶固有频率为4.4 kHz,工作行程超过30μm×30μm。 展开更多

关键词 纳米定位平台 压电驱动器 柔性放大机构 矩阵位移法 有限元仿真

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桩周土性对单桩承载性状影响的模拟研究 被引量：10

17

作者 符勇 曹吉鸣 +1 位作者 楼晓明 方建 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期503-509,共7页

荷载传递法是研究单桩承载性状的常用方法之一。考虑桩周土层不同的软化硬化特性,假定不同的桩土参数和加载工况,采用修正的指数曲线模型作为荷载传递函数,根据静力平衡条件建立桩–土微分方程,并编制MATLAB程序由矩阵位移法求解得到桩... 荷载传递法是研究单桩承载性状的常用方法之一。考虑桩周土层不同的软化硬化特性,假定不同的桩土参数和加载工况,采用修正的指数曲线模型作为荷载传递函数,根据静力平衡条件建立桩–土微分方程,并编制MATLAB程序由矩阵位移法求解得到桩侧阻力、桩身轴力和各截面处的竖向位移,模拟分析桩周土性变化对单桩承载性状的影响。结果显示:在相同的桩身参数与荷载条件下,桩侧上部土质较好比下部土质较好时的桩顶沉降小,桩端分担比随着荷载增加渐趋于一致。桩侧土层的软化或硬化程度在初始加载时对桩顶沉降和桩端阻力的影响不明显,但荷载越高,桩顶沉降和桩端分担比的差异也越大。提高桩端总极限阻力有利于提高桩身的承载能力。 展开更多

关键词 单桩 桩周土性 荷载传递 矩阵位移法

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多轴承支撑轴系的精确变形计算研究 被引量：5

18

作者 刘越 周广明 +2 位作者 张祖智 杜万里 马贵叶 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期305-311,共7页

针对传动系统中典型的多轴承支撑轴系结构,提出了轴和轴承刚度耦合建模方法以及轴系结构精确变形迭代求解方法。基于轴承几何学、接触力学理论,采用Newton-Raphson算法实现轴承接触应力和变形计算、轴承内部载荷分配计算、轴承滚动体力... 针对传动系统中典型的多轴承支撑轴系结构,提出了轴和轴承刚度耦合建模方法以及轴系结构精确变形迭代求解方法。基于轴承几何学、接触力学理论,采用Newton-Raphson算法实现轴承接触应力和变形计算、轴承内部载荷分配计算、轴承滚动体力学平衡方程组的求解,建立轴承刚度矩阵。实现轴承与Timoshenko梁的刚度耦合,形成轴系刚度矩阵,并通过松弛迭代法求解稀疏刚度矩阵。改变轴承刚度矩阵完成迭代过程,获得系统的精确变形。通过算例,验证了该计算方法收敛快、对初值要求低,计算精度较高。 展开更多

关键词 固体力学 矩阵位移法 TIMOSHENKO梁 轴承刚度 SSOR迭代法 Newton—Raphson算法

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桩身参数对单桩荷载传递影响的模拟分析 被引量：5

19

作者 符勇 曹吉鸣 +1 位作者 楼晓明 吴秀珍 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期991-996,共6页

假定不同的桩土参数和加载工况,采用修正的指数曲线模型作为荷载传递函数,应用MATLAB语言编制程序,以矩阵位移法分析桩身荷载传递特性,模拟桩身参数的变化对单桩荷载传递机理的影响.分析结果显示,当长径比较大时,大部分荷载由桩身侧面传... 假定不同的桩土参数和加载工况,采用修正的指数曲线模型作为荷载传递函数,应用MATLAB语言编制程序,以矩阵位移法分析桩身荷载传递特性,模拟桩身参数的变化对单桩荷载传递机理的影响.分析结果显示,当长径比较大时,大部分荷载由桩身侧面传递,桩端分担比例不大;在其他条件不变时,仅提高桩身刚度或长径比,对桩端分担比例或桩体承载性能的提高并不显著. 展开更多

关键词 荷载传递 矩阵位移法 桩身刚度 长径比

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既有RC拱肋基于全过程刚度变化规律的承载能力预测 被引量：2

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作者 蒋友宝 刘扬 张建仁 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期532-537,共6页

基于结构力学中的矩阵位移法,提出了一种利用节点位移参数来反推拱肋区段刚度的计算方法。算例验证该方法在只利用部分节点位移参数时依然具有较高的精度。然后考虑不同的加载模式和损伤模式,采用该方法对借助非线性有限元分析技术和试... 基于结构力学中的矩阵位移法,提出了一种利用节点位移参数来反推拱肋区段刚度的计算方法。算例验证该方法在只利用部分节点位移参数时依然具有较高的精度。然后考虑不同的加载模式和损伤模式,采用该方法对借助非线性有限元分析技术和试验手段获得的既有钢筋混凝土拱肋加载过程中的节点位移值进行了分析,证实了既有拱肋的区段刚度具有较大幅度的波动变化特性。基于拱肋区段的变化规律,研究了既有拱肋破坏过程中节点竖向刚度值的变化趋势。结果表明,既有拱肋的节点竖向刚度变化规律与区段刚度较为一致。在此研究基础上,提出了一种适用于既有钢筋混凝土拱肋的承载能力评估方法。实例分析表明,该评估方法具有较高的精度。 展开更多

关键词 桥梁工程 刚度 矩阵位移法 钢筋混凝土拱肋 损伤

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