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考虑桩-土-锤相互影响的基桩瞬态动力响应

工程力学 2012年第11期29卷 283-288页

作者：田阿利尹晓春江苏科技大学船舶与海洋工程学院镇江212003 南京理工大学理学院力学与工程科学系南京210094

考虑桩-土-锤的相互作用,采用瞬态波特征函数展开法,研究端承桩或嵌岩桩在打桩过程中的瞬态动力响应和次撞击现象。该文基于一维杆波动理论,根据系统的初边值条件,分别给出了打桩过程桩-土-锤结构的瞬态响应解和分离过程基桩的瞬态响应... 详细信息

考虑桩-土-锤的相互作用,采用瞬态波特征函数展开法,研究端承桩或嵌岩桩在打桩过程中的瞬态动力响应和次撞击现象。该文基于一维杆波动理论,根据系统的初边值条件,分别给出了打桩过程桩-土-锤结构的瞬态响应解和分离过程基桩的瞬态响应解。根据合理的撞击与分离过程转换条件,实现对次撞击问题的分析。通过算例,给出了基桩系统在打桩过程和分离过程的频率变化;考虑撞击激发的高频响应,分析不同模态截断项对结构响应的影响;研究了瞬态应力波的传播特性和次撞击现象。研究结果可为基桩设计以及基桩长期运作的安全评估提供参考。

关键词：固体力学瞬态响应波动理论基桩应力波

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回转梁动力学方程求解的数值方法研究

机械强度 2004年第5期26卷 484-488页

作者：陈健尹晓春南京理工大学力学与工程科学系南京210094

考虑驱动力矩、重力、哥氏力、运动阻力和惯性耦合力 ,根据考虑横向弯曲变形的Euler Bernoulli细梁模型 ,并考虑离心力作用下的拉伸变形 ,建立回转运动梁的动力学模型。将梁根部的回转角度分解为整体刚性运动回转角度和刚体运动和柔性... 详细信息

考虑驱动力矩、重力、哥氏力、运动阻力和惯性耦合力 ,根据考虑横向弯曲变形的Euler Bernoulli细梁模型 ,并考虑离心力作用下的拉伸变形 ,建立回转运动梁的动力学模型。将梁根部的回转角度分解为整体刚性运动回转角度和刚体运动和柔性运动激发刚柔耦合回转角。将梁的柔性振动位移也分解为由整体刚性回转角所激发的动力激励振动和刚柔耦合回转角运动及刚柔耦合项共同激发的刚柔耦合振动。整体刚性回转角和动力激励振动 ,通过数值方法 (如龙格-库塔法 )求解 ,而将刚柔耦合回转角和刚柔耦合振动 ,通过奇异摄动法求解。通过数值方法和奇异摄动法相结合的方法 ,能够正确计算刚柔耦合回转角及其对梁振动位移的影响 ,更精确。

关键词：结构动力学柔性机械臂多体系统 Euler-Bemotdll梁刚柔耦合摄动法

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竖向地震作用下桥梁结构的瞬态波响应分析

振动与冲击 2012年第1期31卷 49-55页

作者：徐然尹晓春南京理工大学力学与工程科学系南京210094 常州大学机械学院力学系常州213016

竖向地震引起的剧烈地面运动可能导致桥梁结构的损坏。针对竖向地震作用下双跨连续梁桥的瞬态动力学问题,考虑波动效应,应用瞬态波特征函数法求解了地震过程中桥梁结构的瞬态波响应理论解。通过实例分析,描述了桥墩中轴向波和桥跨结构... 详细信息

竖向地震引起的剧烈地面运动可能导致桥梁结构的损坏。针对竖向地震作用下双跨连续梁桥的瞬态动力学问题,考虑波动效应,应用瞬态波特征函数法求解了地震过程中桥梁结构的瞬态波响应理论解。通过实例分析,描述了桥墩中轴向波和桥跨结构中弯曲波的传播、反射、相互作用和波碰撞等现象。计算结果表明,不同的竖向地震动与水平地震动的比值会引起桥梁响应特征的明显改变。随着比值的增大,桥梁响应特征的改变主要表现为:①接触力的变化幅度增大,出现更大的接触力,加剧支座的损坏可能性;②出现了更低的接触力,甚至零接触力,大大增加了桥跨结构与桥墩相对滑动的可能性;③使原本整体处于受压状态的桥墩中出现了拉应力,拉应力有可能超过混凝土的抗拉强度,并使桥墩出现了拉-压交变应力,使得桥墩底部处于恶劣的应力状态;④桥跨中部向上的最大动挠度超过了两端,也就是桥跨结构被抛起的可能性增大。

关键词：竖向地震桥梁瞬态响应波传播

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非均质柔性杆撞击瞬态动力学动态子结构法

工程力学 2008年第11期25卷 42-47页

作者：沈煜年尹晓春南京理工大学力学与工程科学系江苏南京210094

该文运用固定界面模态综合动态子结构法,研究非均质变截面杆受刚性质量轴向撞击问题,导出了用模态坐标表示的瞬态动力学方程,并讨论了撞击初始条件确定的两种方法。数值仿真表明:该方法能够计算非均质变截面杆轴向撞击的复杂撞击力变化... 详细信息

该文运用固定界面模态综合动态子结构法,研究非均质变截面杆受刚性质量轴向撞击问题,导出了用模态坐标表示的瞬态动力学方程,并讨论了撞击初始条件确定的两种方法。数值仿真表明:该方法能够计算非均质变截面杆轴向撞击的复杂撞击力变化形式、撞击瞬态波在杆中的传播过程以及撞击瞬态动力响应。算例的数值计算结果表明:当单元总数为180个,且仅保留2阶固定界面主模态时,计算结果已经收敛,与理论解相比,计算精度较高。因此,当选取更多单元总数和更高的主模态时,该方法有可能被应用于复杂的柔性结构撞击瞬态动力学的研究中。

关键词：非均质杆动态子结构法碰撞应力波碰撞力

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柔性杆多次撞击过程的瞬态动力学分析

机械工程学报 2008年第2期44卷 43-48页

作者：田阿利尹晓春南京理工大学力学与工程科学系南京210094

对双柔性杆多次撞击过程,采用St.VENANT杆波动理论,提出应用瞬态波函数特征值展开法,分别求解多次撞击和分离过程瞬态波响应理论解。应用该理论解,由撞击过程中两杆组合结构的撞击界面应力,计算多次撞击力响应,从而实现了对多次撞击问... 详细信息

对双柔性杆多次撞击过程,采用St.VENANT杆波动理论,提出应用瞬态波函数特征值展开法,分别求解多次撞击和分离过程瞬态波响应理论解。应用该理论解,由撞击过程中两杆组合结构的撞击界面应力,计算多次撞击力响应,从而实现了对多次撞击问题的分析。数值计算表明,该方法可以合理的分析多次撞击过程,较精确的计算多次撞击力响应和结构瞬态波响应,并可进一步研究'次撞击'和瞬态波传播等物理现象,以及研究系统参数对多次撞击过程的影响。研究结果可为柔性结构多次撞击过程的瞬态响应分析和结构安全评估提供参考。

关键词：多次撞击瞬态响应撞击力

烧结烟气SCR脱硝系统流场模拟及导流结构优化

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低碳化学与化工 2023年第4期48卷 89-95页

作者：海坤尹晓春刘隆键高程南京理工大学理学院江苏南京210094

选择性催化还原(SCR)技术可以有效解决铁矿烧结烟气排放中NOx不达标问题,实现废气超低排放。SCR反应器内流场、温度、压力和氨氮浓度比等物理场分布的均匀性是决定脱硝效率的重要因素。基于某钢厂出现的脱硝效率低下及氨逃逸问题,考虑... 详细信息

选择性催化还原(SCR)技术可以有效解决铁矿烧结烟气排放中NOx不达标问题,实现废气超低排放。SCR反应器内流场、温度、压力和氨氮浓度比等物理场分布的均匀性是决定脱硝效率的重要因素。基于某钢厂出现的脱硝效率低下及氨逃逸问题,考虑脱硝过程中反应器内气体的化学反应,采用FLUENT软件对流场进行了数值模拟,对比分析了SCR反应器内流场、温度、压力和氨氮浓度比等各物理场数值及分布均匀性。通过加装整流格栅和优化导流板结构,极大改善了物理场的均匀性,提高了脱硝效率。结构优化后,第一层催化剂上游烟气流速不均匀性偏差降低为8.48%,温度不均匀性偏差降低为4 K,氨氮浓度比不均匀性偏差降低为4.71%,满足了设计要求。此外,导流板结构的优化应综合考虑导流板数量、厚度、形状和布置间距等因素,且随着烟道上弯头处导流板数目的增加,第一层催化剂上游烟气流速不均匀性偏差逐渐降低,有效改善了反应器内气流分布的均匀性。

关键词： SCR 烧结烟气脱硝数值模拟导流板

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柔性构件多次撞击力的计算方法

工程力学 2008年第1期25卷 103-108页

作者：田阿利尹晓春南京理工大学力学与工程科学系南京210094

研究目的是精确计算多次撞击过程中的撞击力。通过研究柔性构件中的瞬态波传播理论,提出了计算多次撞击力的瞬态波效应法,避免了求解具有未知奇异载荷项的非线性方程问题。通过双柔性杆轴向多次撞击的实例分析,研究了初始撞击速度,杆长... 详细信息

研究目的是精确计算多次撞击过程中的撞击力。通过研究柔性构件中的瞬态波传播理论,提出了计算多次撞击力的瞬态波效应法,避免了求解具有未知奇异载荷项的非线性方程问题。通过双柔性杆轴向多次撞击的实例分析,研究了初始撞击速度,杆长比对撞击力和撞击发生时间的影响,表明瞬态波效应法可以计算多次撞击力,并可以研究"次撞击"现象。

关键词：柔性构件碰撞多次撞击力瞬态应力波瞬态波效应法次撞击

一次撞击过程中刚性质量对变截面梁的多次弹塑性撞击

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工程力学 2010年第11期27卷 244-249,256页

作者：刘中华尹晓春南京理工大学力学与工程科学系南京210094 上海飞机客户服务有限公司技术出版物部上海200241

该文考虑多次撞击和分离过程,将局部弹塑性接触变形模型推广应用于多次弹塑性撞击问题,采用有限差分方法求解动力学方程组,研究了钝圆柱头刚性质量水平撞击变截面简支梁的过程。研究结果表明,该撞击过程实际上是一个复杂的多次弹塑性撞... 详细信息

该文考虑多次撞击和分离过程,将局部弹塑性接触变形模型推广应用于多次弹塑性撞击问题,采用有限差分方法求解动力学方程组,研究了钝圆柱头刚性质量水平撞击变截面简支梁的过程。研究结果表明,该撞击过程实际上是一个复杂的多次弹塑性撞击过程,包含两个以上的明显撞击区,每个撞击区包含了形式多样的复杂的次撞击过程。计算结果表明,剩余撞击区与第1撞击区的撞击冲量和剩余撞击过程与第1次撞击过程的撞击动能损失均相当,因此,多次撞击过程将对变截面梁的撞击物理行为产生重要的影响。另外,计算结果还表明,改变梁截面的高度参数,会引起撞击区的伸缩和第2撞击区的前后移动。

关键词：工程力学多次碰撞有限差分法变截面梁弹塑性变形撞击接触力

转炉用变截面自平衡式扭力杆扭转变形的理论计算

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工程力学 2012年第6期29卷 47-51页

作者：吴林峰尹晓春南京理工大学力学与工程科学系南京210094 华北水利水电学院机械学院郑州450008

扭力杆通过弹性扭转变形储备能量的大小对氧气顶吹转炉大型设备工作的可靠性有着重要影响,研究其扭转变形成为关键的技术问题之一。该文基于圆柱弹性扭转初等理论,推导了由等截面圆杆、变截面锥杆和过渡圆角三部分共同组成的自平衡式扭... 详细信息

扭力杆通过弹性扭转变形储备能量的大小对氧气顶吹转炉大型设备工作的可靠性有着重要影响,研究其扭转变形成为关键的技术问题之一。该文基于圆柱弹性扭转初等理论,推导了由等截面圆杆、变截面锥杆和过渡圆角三部分共同组成的自平衡式扭力杆的扭转变形的理论计算公式,并以150t转炉用自平衡式扭力杆为例,对其正确性采用有限元方法进行了验证,两种方法的计算结果吻合。该自平衡式扭力杆的实际应用也表明该文两种研究方法都是可行的,但是解析法比有限元法简单方便,更适合工程设计人员直接使用。

关键词：自平衡式扭力杆变截面扭转变形解析解有限元解