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基于新型广义位移的箱形梁扭转单元及应用

计算力学学报 2023年第1期40卷 119-125页

作者：梁永永张元海兰州交通大学土木工程学院兰州730070

为了改进变截面连续箱梁桥的扭转分析理论,将截面总扭转角分解为自由翘曲扭转角和约束剪切扭转角,选取自由翘曲转角扭率作为广义位移,提出一个2节点8自由度的扭转梁段单元。从约束扭转控制微分方程出发,推导单元刚度矩阵及等效节点荷载... 详细信息

为了改进变截面连续箱梁桥的扭转分析理论,将截面总扭转角分解为自由翘曲扭转角和约束剪切扭转角,选取自由翘曲转角扭率作为广义位移,提出一个2节点8自由度的扭转梁段单元。从约束扭转控制微分方程出发,推导单元刚度矩阵及等效节点荷载列阵。引入应力增大系数,以反映约束扭转对初等梁应力的增大效应。数值算例验证了本文梁段单元的可靠性。最后对一个三跨变截面连续箱梁桥进行分析,结果表明,双力矩影响线与弯矩影响线较为类似,按双力矩影响线进行最不利荷载加载时最大应力值偏小;应力增大系数在集中荷载作用截面出现极值,均发生在腹板与顶板交点处;利用偏载放大系数来考虑扭转附加效应时,不宜考虑弯曲正应力较小及翘曲正应力出现极值的梁段区域。

关键词：箱梁桥约束扭转梁段单元自由翘曲扭转角应力增大系数

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基于新型广义位移的连续箱梁桥扭转效应分析

基于新型广义位移的连续箱梁桥扭转效应分析

作者：梁永永兰州交通大学

学位级别：硕士

随着社会的发展,公路交通事业对桥梁建设的需求日益增大,而箱梁桥由于刚度大且稳定性好的优点尤其受到关注。为了改进变截面连续箱梁桥的刚性扭转分析理论,首先将变截面箱梁桥离散为等截面的梁段单元,针对等截面箱形梁,提出一种新型扭... 详细信息

随着社会的发展,公路交通事业对桥梁建设的需求日益增大,而箱梁桥由于刚度大且稳定性好的优点尤其受到关注。为了改进变截面连续箱梁桥的刚性扭转分析理论,首先将变截面箱梁桥离散为等截面的梁段单元,针对等截面箱形梁,提出一种新型扭转广义位移,在此基础上建立了约束扭转控制微分方程并给出初参数解。进一步提出一个2节点12自由度的扭转梁段单元,从初参数解出发,建立单元刚度矩阵及等效节点荷载列阵。参考平面杆系结构的有限元分析思路,应用Fortran语言编写扭转分析程序,数值算例验证了本文所提梁段单元及分析程序的正确性。引入应力增大系数,以表征偏心荷载对纵向弯曲应力的增大效应,最后对一个连续刚构箱梁桥进行分析。本文所做的主要工作和结论有:(1)将箱梁截面总扭转角分解为两部分,根据对不同扭转角的定义,从剪切变形出发,得到了具有明确物理意义的截面纵向翘曲位移表达式,而后基于微元体纵向平衡,考虑到悬臂板对闭合箱室剪力流的影响,分别建立了悬臂板及闭合箱室约束扭转变形的基本计算公式。将截面各扭矩叠加化简得到了扭转控制微分方程并给出了箱梁作用不同类型荷载时扭转内力及位移的初参数解。当布雷特扭矩为0时上述理论即可退化为开口薄壁杆件扭转分析理论。应用有限元软件ANSYS对一个数值算例的计算验证了本节理论的正确性,并详细分析了几何参数变化对翘曲正应力、各扭矩分量及扭转角系数的影响规律。结果表明:双力矩与约束剪切扭转角相应的两部分扭矩只发生在集中荷载作用截面附近区域;横截面发生最大翘曲正应力的位置随箱梁高度尺寸的增大趋近于悬臂板端部。(2)定义了正应力和剪应力增大系数,以反映剪力滞和刚性扭转对纵向弯曲应力的增大效应。针对任意薄壁结构的弯曲,建立了弯曲正应力与剪应力的计算公式,当计算结构具有对称轴时,可退化至材料力学建立的纵向弯曲理论计算式。针对箱梁翼缘板剪切变形引起的剪力滞效应,以附加挠度作为广义位移建立控制微分方程,将剪力滞效应从纵向弯曲中分离出来作为一种独立的变形状态进行分析。数值算例验证了本节理论的正确性。(3)对提出的2节点12自由度梁段单元,从纵向弯曲、剪力滞后、约束扭转效应的控制微分方程初参数解以及边界条件出发,根据刚度矩阵元素的物理意义推导了该单元的刚度矩阵并给出了等效节点荷载列阵。利用编写的分析程序对算例进行了研究分析,发现计算结果与理论值完全一致,验证了本文梁段单元的可靠性。(4)对一个变截面连续刚构箱梁桥进行分析,分别计算了不同车道布载时车道荷载中集中荷载和均布荷载的具体数值,从而确定了优先考虑不同效应的两种车道荷载。利用程序求出了该桥各控制截面(左跨跨中、中间刚构节点、右跨跨中)弯矩及双力矩的影响线,结合确定的两种车道荷载,明确了分析截面正应力和剪应力的六种荷载工况,并研究了不同工况作用下该箱梁桥的弯扭效应。结果表明:约束扭转与剪力滞翘曲正应力对应的广义内力分布较为相似;各工况下系数最大值皆出现在上翼缘板,证明上翼缘板是各应力增大系数取值的合理位置;各应力增大系数较大截面都有着弯曲应力较小的特征,但截面总应力值仍处于较低水平,因此不宜作为参考截面进行应力增大系数的取值。

关键词：连续箱梁桥约束扭转剪力滞后梁段单元应力增大系数

高炮对战斗机毁伤概率影响因素灵敏度仿真分析

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弹箭与制导学报 2017年第3期37卷 31-34页

作者：彭峰生宁玮梁永永陕西理工大学陕西汉中723000 西北工业大学航天飞行动力学技术重点实验室西安710072

为定量分析高炮射击诸元等参数对飞机毁伤概率的影响程度,以高炮到目标的斜距离、高炮射击误差、单发命中弹的毁伤概率等7种基本变量为研究对象,以某高炮在选定的典型射击参数和航路条件下对F16战斗机射击为例,通过编程分别计算出了不... 详细信息

为定量分析高炮射击诸元等参数对飞机毁伤概率的影响程度,以高炮到目标的斜距离、高炮射击误差、单发命中弹的毁伤概率等7种基本变量为研究对象,以某高炮在选定的典型射击参数和航路条件下对F16战斗机射击为例,通过编程分别计算出了不同变量条件下的毁伤概率,得出了上述7种变量对毁伤概率的定量影响曲线。计算分析数据表明:前4种与毁伤概率负相关的变量中,高炮到目标的斜距离对毁伤概率的影响最大,后面各项递减;后3种与毁伤概率正相关的变量中,射速对毁伤概率的影响最小,射击的点射时间长度次之,单发命中弹的毁伤概率的影响最大。计算分析得出的有关结论可以为相关工程实践提供参考。

关键词：高炮毁伤概率射击诸元灵敏度计算机仿真

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火箭炮窃案

数学大王(中高年级) 2008年第6期 16-17页

作者：梁永永

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散体颗粒物在旋转动系中的运动特性实验研究

散体颗粒物在旋转动系中的运动特性实验研究

中国力学学会学术大会'2009

作者：周又和梁永永石富强兰州大学土木工程与力学学院西部灾害与环境力学教育部重点实验室

通过一个简单的实验对散体颗粒物在旋转动系中的运动特性进行研究。实验中,我们将圆盘固定的水平振动台上,并随振动台做圆周平动,然后逐渐增加颗粒(钢球)的数量,观察钢球的运动规律。观察到,随着钢球数量的增加,即颗粒填充密度的增大,... 详细信息

通过一个简单的实验对散体颗粒物在旋转动系中的运动特性进行研究。实验中,我们将圆盘固定的水平振动台上,并随振动台做圆周平动,然后逐渐增加颗粒(钢球)的数量,观察钢球的运动规律。观察到,随着钢球数量的增加,即颗粒填充密度的增大,颗粒物表现出不同的运动特性。填充密度低时,颗粒物整体随圆盘做顺向旋转,单个颗粒的运动

关键词：平动旋转圆盘填充密度临界值

来源： cnki会议评论

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2BFG-4型油菜精密直播机设计

江苏农业科学 2018年第16期46卷 171-174页

作者：彭峰生甘文辉梁永永陕西理工大学机械工程学院陕西汉中723000 陕西省汉中市农业机械研究所陕西汉中723000 陕西理工大学现代农业装备与技术研究所陕西汉中723000

为解决山地丘陵地区油菜机械化种植问题,设计出一种适应山地丘陵地区的小型油菜精密直播机。通过对现有的油菜直播机和农艺参数的研究,确定整机需要的功能,设计出一器多行离心式油菜排种器、绞龙式排肥器和中间传动式的旋耕器为基本组... 详细信息

为解决山地丘陵地区油菜机械化种植问题,设计出一种适应山地丘陵地区的小型油菜精密直播机。通过对现有的油菜直播机和农艺参数的研究,确定整机需要的功能,设计出一器多行离心式油菜排种器、绞龙式排肥器和中间传动式的旋耕器为基本组成的小型油菜精密直播机。样机试验表明,该机达到了主要设计性能,可以适应山地丘陵地区的油菜机械化播种。

关键词：机械设计油菜播种机联合播种离心式排种器

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颅骨修复手术保护罩的设计与增材制造

塑料 2022年第4期51卷 34-39页

作者：彭彦龙彭春雷陈建刚李建刚杨立峰史会明石淑婷梁永永陕西理工大学机械工程学院陕西汉中723001 西安交通大学机械工程学院陕西西安710049 西安交通大学附属汉中3201医院骨科陕西汉中723001 汉中市中心医院陕西汉中723001

针对颅骨损伤患者术后康复外部保护问题,使用逆向工程和医学影像技术重构CT扫描数据,设计出光滑壁面和交叉筋条2种聚乳酸保护罩结构,通过CAE数值分析发现,交叉筋条保护罩相对于光滑壁面保护罩外表面温度分布不集中,有利于降温,而且,其... 详细信息

针对颅骨损伤患者术后康复外部保护问题,使用逆向工程和医学影像技术重构CT扫描数据,设计出光滑壁面和交叉筋条2种聚乳酸保护罩结构,通过CAE数值分析发现,交叉筋条保护罩相对于光滑壁面保护罩外表面温度分布不集中,有利于降温,而且,其等效应力、等效弹性应变相对较小,结构更优。为了提高交叉筋条保护罩的力学性能,通过试验件填充密度、层厚、填充图案以及拉伸强度信噪比响应分析,优化保护罩增材制造成型过程,得出了试验件最优工艺参数,即层厚为0.1 mm,填充密度为100%,填充图案为网格,并按照最优参数对交叉筋条保护罩进行增材成型。聚乳酸交叉筋条保护罩有利于扩展聚乳酸的应用领域,并为颅脑术后康复外部保护装置提供一种可行性方案。

关键词：颅骨修复聚乳酸保护罩数值分析拉伸强度增材成型

下腰椎连续相邻多椎体结核前路病灶切除钛网植骨内固定的有限元分析

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中国骨与关节损伤杂志 2023年第1期38卷 34-38页

作者：杨立峰彭春雷梁永永宁伟杨斌辉卫永鲲马永刚何少波三二〇一医院骨科陕西汉中723000 陕西理工大学陕西汉中723000

目的采用有限单元法分析一期前路病灶切除钛网植骨单钉棒或双钉棒内固定治疗下腰椎连续相邻多椎体结核的稳定性。方法选取健康成年男性1名,排除腰椎疾病。采用64排螺旋CT对腰椎进行层厚1 mm扫描,将扫描数据以Dicom格式导入Mimics软件中... 详细信息

目的采用有限单元法分析一期前路病灶切除钛网植骨单钉棒或双钉棒内固定治疗下腰椎连续相邻多椎体结核的稳定性。方法选取健康成年男性1名,排除腰椎疾病。采用64排螺旋CT对腰椎进行层厚1 mm扫描,将扫描数据以Dicom格式导入Mimics软件中,利用轮廓提取和阈值分割的方法提取出骨骼图像,生成点云文件。将点云文件导入逆向重建软件Geomagic,建立曲面模型。最后导入CATIA软件中对曲面模型填充,生成正常L_(2)~S_(1)椎体实体模型,在正常实体模型上模拟L_(3)~L_(5)连续相邻多椎体结核前路病灶边缘化切除模型。将建立的内固定模型装配于病灶切除椎体实体模型上,最终建立了正常实体模型、前路钛网植骨单钉棒或双钉棒内固定模型。将三种模型分别导入有限元分析软件ANSYS中,对腰椎结构及内固定材料进行赋值和网格划分。对S_(1)骶椎底平面完全约束,分别在三种模型的L_(2)椎体上表面施加500 N的垂直面载荷和7.5 N·m的弯矩载荷,进行6种工况(前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左旋转、右旋转)的应力和总位移分析。结果单钉棒或双钉棒内固定模型应力均集中在固定棒上。单钉棒固定模型总位移>正常模型总位移>双钉棒固定模型总位移。结论下腰椎连续相邻多椎体结核前路病灶清除自体髂骨钛网植骨后,单钉棒或双钉棒内固定其受力主要由钉棒承担。单钉棒或双钉棒内固定模型均能提供腰椎稳定性。

关键词：腰椎结核有限元分析钉棒生物力学

新质生产力背景下河北省旅游经济高质量发展研究

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国土与自然资源研究 2025年第1期 85-91页

作者：梁永国宋杨河北农业大学海洋学院河北秦皇岛066003 北京第二外国语学院旅游科学学院北京100024

在新质生产力背景下,以高质量发展理念,从创新、协调、绿色、开放、共享5个维度构建指标体系,运用TOPSIS模型和耦合协调度模型对2012-2020年河北省旅游经济高质量发展水平进行评价分析。研究结果显示,河北省旅游经济高质量发展达到中级... 详细信息

在新质生产力背景下,以高质量发展理念,从创新、协调、绿色、开放、共享5个维度构建指标体系,运用TOPSIS模型和耦合协调度模型对2012-2020年河北省旅游经济高质量发展水平进行评价分析。研究结果显示,河北省旅游经济高质量发展达到中级水平,总体上呈现良性向好发展态势,旅游经济各子系统耦合协调度接近中级水平,随着旅游规模的增长,旅游业内在素质和结构性矛盾依然比较突出,目前影响旅游经济高质量发展的阻碍因素主要在共享、协调和绿色子系统。今后旅游经济高质量发展的重点是调整旅游结构、提升旅游业内在素质和改善生态环境。

关键词：旅游经济高质量发展 TOPSIS模型耦合协调度模型