位移法

摘要： 从位移法创建者的思维角度出发,依据解的唯一性原理和局部作用原理,再现《结构力学》位移法的创建过程,揭示位移法物理本质;给出形常数在梁结构中对应的直接描述,指出载常数作为结点位移驱动力的物理本质;形常数与载常数构建的平衡方程本质上可以看作阻尼力与驱动力的平衡.采用高观点方式剖析位移法,使《结构力学》位移法蕴含的物理本质得以展示.

摘要： 针对传统索穹顶构造形式单一及环向刚度弱的缺陷,提出一种T型三撑杆索穹顶。采用节点平衡法与求解超静定结构的位移法相结合的方法,推导出T型三撑杆索穹在考虑自重情况下结构初始预应力分布的计算公式;对索穹顶结构进行参数分析,讨论了矢跨比和撑杆高度对结构初始预应力分布的影响,给出了结构在忽略自重的情况下初始预应力计算表,得出了适用于T型三撑杆索穹顶结构的参数合理取值范围。研究表明,T型三撑杆索穹顶结构初始预应力与矢跨比、撑杆高度均成反比,撑杆高度的影响程度更大,该结构适宜矢跨比为1/20~3/20,适宜撑杆高度为斜索角度tan10°~tan20°时的取值。

摘要： 将位移法和p-y曲线法相结合以计算被动桩桩身内力和变形。将桩周土体水平位移与桩周软土层厚度、土体性质、堆载工况等因素联系起来,基于位移法计算邻近堆载对基桩产生的影响,并对比选用典型p-y曲线模型描述桩侧土抗力与桩身水平位移之间的关系。综合考虑桩顶荷载及桩周堆载的影响,建立了引入P-Δ效应的被动单桩桩身挠曲微分方程,采用有限差分法对方程进行求解,得到考虑土体非线性时被动桩桩身内力和变形。据此采用Fortran语言编制程序DSN,对典型案例进行计算并与实测数据进行对比,验证了计算方法和程序的正确性。结果表明:在误差允许范围内,可采用本文所述方法计算考虑土体非线性时被动桩内力和变形。

摘要： 针对传统索穹顶构造形式单一及环向刚度弱的缺陷,提出一种T型三撑杆索穹顶.采用节点平衡法与求解超静定结构的位移法相结合的方法,推导出T型三撑杆索穹在考虑自重情况下结构初始预应力分布的计算公式;对索穹顶结构进行参数分析,讨论了矢跨比和撑杆高度对结构初始预应力分布的影响,给出了结构在忽略自重的情况下初始预应力计算表,得出了适用于T型三撑杆索穹顶结构的参数合理取值范围.研究表明,T型三撑杆索穹顶结构初始预应力与矢跨比、撑杆高度均成反比,撑杆高度的影响程度更大,该结构适宜矢跨比为1/20～3/20,适宜撑杆高度为斜索角度tan10°～tan20°时的取值.

摘要： 将位移法和p-y曲线法相结合以计算被动桩桩身内力和变形.将桩周土体水平位移与桩周软土层厚度、土体性质、堆载工况等因素联系起来,基于位移法计算邻近堆载对基桩产生的影响,并对比选用典型p-y曲线模型描述桩侧土抗力与桩身水平位移之间的关系.综合考虑桩顶荷载及桩周堆载的影响,建立了引入P-Δ效应的被动单桩桩身挠曲微分方程,采用有限差分法对方程进行求解,得到考虑土体非线性时被动桩桩身内力和变形.据此采用Fortran语言编制程序DSN,对典型案例进行计算并与实测数据进行对比,验证了计算方法和程序的正确性.结果表明:在误差允许范围内,可采用本文所述方法计算考虑土体非线性时被动桩内力和变形.

摘要： 用位移法求解结构内力时有两种方法,位移法典型方程和平衡方程.在结构力学课程的学习中,这两种方法既是重点也是难点.本文根据自己的学习心得通过实例对比分析探讨了两种位移计算的学习方法,以供大家在学习过程中参考.

摘要： 为了合理选择多跨混凝土连续梁桥顶推施工中前后双导梁的长度、单位荷载集度及抗弯刚度等参数,以三跨等跨混凝土连续梁桥为例,构建主梁-双导梁的计算简化模型.利用位移法建立节点平衡方程,推导出各个节点的内力解析表达式.分别研究不同导梁参数对支点最大负弯矩和跨内最大正弯矩的影响,揭示了在顶推施工过程中主梁内力的变化规律.以实桥数值算例为例,提出合理、严谨的导梁参数优化计算方法,获得最优的导梁参数.基于不同的前后导梁长度,分析不等跨连续梁桥的内力变化规律.研究结果表明,等跨连续梁桥中不同导梁长度会影响顶推阶段,对于不等跨连续梁桥更加复杂.在不等跨连续梁桥中,后导梁长度对支点最大负弯矩的影响较小,前导梁长度对支点最大负弯矩的影响较大.实桥算例中导梁的最优长度比、单位荷载集度比及抗弯刚度比分别为0.78、0.14及0.39,提出的导梁参数优化计算方法简单,可以对不同的截面形式进行优化.

摘要： 超静定结构的求解方法在综合考虑平衡条件、几何条件和物理条件的情况下日益增多,为此需要建立近似状态使其求解方法简化.通过研究位移法的计算过程,引入曲率半径、转动刚度、分配系数和传递系数将位移法求解过程中的方程消除,从而得到不必解算联立方程的近似解法——力矩分配法.力矩分配法不必联立方程,计算步骤简单,可以直接求得杆端弯矩,大大降低了求解问题的难度.

摘要： 本文在Lagrange坐标系下推导了二维浅水波波浪破碎项.考虑水底不光滑引起的摩阻项.基于位移法浅水波理论构建了包含破碎项和摩阻项的浅水波数值模型.利用保辛算法和有限元建立了相应的求解格式.最后通过文献算例验证了本文所得到的浅水波数值模型可以有效的模拟近海岸波浪浅化的运动情况.

摘要： 基于位移法研究了在冲击作用下液浮陀螺仪的动态响应特性.采用实体单元和实体壳离散陀螺仪模型,建立了有限元分析模型,并进行了冲击模拟计算.分析了陀螺球在位移场和应力场中的各种力学性能.根据仿真结果给出了一系列关系曲线和结论,为陀螺仪结构抗冲击改进设计提供了理论依据.

摘要： 本文从基本假定出发，对利用位移法进行结构内力计算的过程中，位移未知量判断、支座位移以及特殊杆等的判断问题进行了深入分析和探讨。

摘要： 本文对基于典型方程的位移法的使用范围和具体做法进行了分析，提出了一种不采用典型方程的算法，这种非典型位移方程位移法易于掌握，在一定条件下运算简捷。

摘要： 地下结构抗震是当今地震工程领域重要的研究方向之一.迄今,国内外学者已在地下结构抗震研究中提出了多种理论分析方法,包括解析方法、数值分析方法和简化分析方法.本文首先对目前常见的地下结构抗震简化分析方法做了系统的介绍,其中包括地震系数法、自由场变形法、柔度系数法、反应位移法、反应加速度法和Pushover分析方法.针对各简化分析方法的计算模型、关键参数、优缺点以及存在的问题进行了系统评述,在此基础上并结合日本阪神地震中大开地铁车站实际震害特点,提出了一种考虑上覆土体竖向惯性效应的惯性力—位移法.工程实例分析结果表明,本文建议的惯性力—位移法与传统的简化分析方法相比,不仅克服了传统方法不能给出中柱轴力的缺陷外,其他反应量的计算精度也与之基本相当.

摘要： 为准确考虑连续梁桥桥墩屈曲失稳,本文取三联连续梁桥中的一联,用位移法建立了连续梁桥桥墩失稳通用平衡方程组以求得计算长度系数.该平衡方程组中,不仅考虑了线位移刚度和转角刚度的耦合影响,而且考虑了支座刚度、邻联抗推刚度及全桥地基刚度对计算长度系数的影响;不仅考虑了单墩在轴向力作用下刚度的影响,而且考虑了其余墩在轴向力作用下的整体屈曲反应.本文同时推导了邻联对研究桥墩的抗推刚度,给出了地基刚度计算方法.并通过与有限元分析对比,验证了理论推导解析解的正确性.最后,给出各因素作用下计算长度系数的对比结果.

摘要： 本文探讨了结构力学教学中的三个问题。分别为虚功原理的讲解；某种对称结构在对称荷载作用下，用位移法求解时几种半结构的取法及比较：位移法中关于“等截面杆件的崮端弯矩和剪力”图表中一个易混淆的问题的讨论。

摘要： 有许多材料在受拉和受压时所表现出的应力应变关系是不同的,通常还是非线性的.本文使用一个拉压性能不同线弹性幂强化材料的本构模型,分析了铰接于定点运动刚体上的空间杆系结构,用位移法推导出了计算应力和应变的普遍表达式,为强度计算奠定了基础,同时还给出了计算刚体角位移的非线性方程组,编制了通用程序,计算准确方便,使这一问题得到了圆满的解决.

摘要： 杆系结构的静力分析有两类方法--力法和位移法,而自由振动分析却仅有位移法.针对这一缺失,本文提出杆系结构自由振动的力法分析方法.通过放松某个位移约束并施加相应的动内力来建立力法的基本体系.当动内力的频率等于结构自振频率时被放松的约束位移重新得到满足,此时基本体系与原结构等价,由此建立力法的控制方程.该控制方程为频率的非线性方程,文中对该方程的求解建立了Newton法的迭代格式.数值算例表明该法是一个精确、高效、实用的方法.

摘要： 本文基于刚性梁,弹性围岩的假定,利用位移法建立了岩壁梁的力学和稳定分析模型,进而推导了相应的计算公式.通过算例说明了此法的可行性,并与有限元方法计算的结果进行比较,说明此法的可靠性.本方法与目前工程界常用的刚体极限平衡法相比,理论上更趋严密,结果更加符合实际情况,计算过程可由计算机来实现。

摘要： 本发明公开了一种集成共焦法与三角法的位移测量方法。现有位移测量方式存在精度与量程之间的矛盾。本发明在激光共焦位移传感器探头一侧安装聚焦透镜及位置敏感元件，测量时激光共焦位移传感器进行高精度测量，获取测量值，同时三角法位移测量系统也对激光入射点进行测量，测量数据辅助判断被测点是否在激光共焦位移传感器的量程范围内，若共焦位移传感器超量程，则三角法位移测量系统获取当前测量点的位置值，然后利用该位置值引导三坐标测量机的Z轴沿Z坐标轴方向移动，使测头装置回到激光共焦位移传感器的量程范围内，然后继续测量。本发明能够在保证高精度测量的条件下，同时实现对激光共焦位移传感器量程的扩展。

摘要： 本发明专利涉及一种球体颗粒体系法向接触力和法向位移的测量装置，包括测量法向接触力机构、以及测量法向位移机构；测量法向接力触机构包括固定套筒、有机玻璃圆管、若干个薄膜压力传感器以及若干个实验颗粒球；固定套筒安装于支撑板上；有机玻璃圆管安装于固定套筒上，实验颗粒球竖向叠加式放置于有机玻璃圆管中；薄膜压力传感器设于实验颗粒球与实验颗粒球的接触面上；加压机构设于支撑板上，用于向实验颗粒球加压；测量法向位移机构设于支撑板上，用于测量实验颗粒球在法向方向的位移。其能解决解决球体颗粒在冲击作用下，法向力与法向位移难以测量的问题，提高了实验的精确性，并极大地简化了实验操作。

摘要： 本发明实现一种能够精确测量结构物的位移的结构物的位移检测装置。位移检测装置(1)具备第1、第2姿势数据计算部(11、12)，数据提取部(30)，以及位移运算部(40)。第1姿势数据计算部(11)配置在结构物的第1位置上，利用所接收的定位信号计算第1位置的姿势数据，并且以定位系统的时刻计算第1位置的姿势数据的计算时刻。第2姿势数据计算部(21)配置在结构物的第2位置上，利用所接收的定位信号计算第2位置的姿势数据，并以定位系统的时刻计算第2位置的姿势数据的计算时刻。数据提取部(30)利用定位系统的时刻提取同一时刻的第1位置的姿势数据与第2位置的姿势数据。位移运算部(40)利用同一时刻的第1位置的姿势数据与第2位置的姿势数据之差，计算结构物的位移量以及位移方向。

摘要： 一种基于角位移跟踪的反射式液面位移的检测方法，包括：发光装置通过一组透镜产生的一束可见光或不可见光，以一定的角度α入射到液体表面，在液面产生相同角度的反射光，通过接受器上的另一组透镜，反射光被光电转换装置所接收，在探测面上成像，从而产生电信号，经过电路处理即可确定液面的初始位置，如图所示。当液面位移时，通过同步跟踪的方式，连续改变光束的发射角度，即形成发射光的角位移，则在固定的探测面上将产生与液面位移成比例的光像轨迹。根据三角法原理，经过电路和程序计算，就可根据角位移而获得液面位移的距离，若同时记录下发生位移的时间，也就可获得液面位移的速度。由于液面位置与光束发射角度具有一一对应的关系，当位移距离较大时，也可以同时改变发射光束和接收透镜的角度，来检测到液面位移的距离和速度。

摘要： 本发明公开了一种集成共焦法与三角法的位移测量方法。现有位移测量方式存在精度与量程之间的矛盾。本发明在激光共焦位移传感器探头一侧安装聚焦透镜及位置敏感元件，测量时激光共焦位移传感器进行高精度测量，获取测量值，同时三角法位移测量系统也对激光入射点进行测量，测量数据辅助判断被测点是否在激光共焦位移传感器的量程范围内，若共焦位移传感器超量程，则三角法位移测量系统获取当前测量点的位置值，然后利用该位置值引导三坐标测量机的Z轴沿Z坐标轴方向移动，使测头装置回到激光共焦位移传感器的量程范围内，然后继续测量。本发明能够在保证高精度测量的条件下，同时实现对激光共焦位移传感器量程的扩展。

摘要： 本发明涉及一种球体颗粒体系法向接触力和法向位移的测量装置，包括测量法向接触力机构、以及测量法向位移机构；测量法向接力触机构包括固定套筒、有机玻璃圆管、若干个薄膜压力传感器以及若干个实验颗粒球；固定套筒安装于支撑板上；有机玻璃圆管安装于固定套筒上，实验颗粒球竖向叠加式放置于有机玻璃圆管中；薄膜压力传感器设于实验颗粒球与实验颗粒球的接触面上；加压机构设于支撑板上，用于向实验颗粒球加压；测量法向位移机构设于支撑板上，用于测量实验颗粒球在法向方向的位移。其能解决解决球体颗粒在冲击作用下，法向力与法向位移难以测量的问题，提高了实验的精确性，并极大地简化了实验操作。

摘要： 本发明实现一种能够精确测量结构物的位移的结构物的位移检测装置。位移检测装置(1)具备第1、第2姿势数据计算部(11、12)，数据提取部(30)，以及位移运算部(40)。第1姿势数据计算部(11)配置在结构物的第1位置上，利用所接收的定位信号计算第1位置的姿势数据，并且以定位系统的时刻计算第1位置的姿势数据的计算时刻。第2姿势数据计算部(21)配置在结构物的第2位置上，利用所接收的定位信号计算第2位置的姿势数据，并以定位系统的时刻计算第2位置的姿势数据的计算时刻。数据提取部(30)利用定位系统的时刻提取同一时刻的第1位置的姿势数据与第2位置的姿势数据。位移运算部(40)利用同一时刻的第1位置的姿势数据与第2位置的姿势数据之差，计算结构物的位移量以及位移方向。

摘要： 本实用新型公开了集成共焦法与三角法的位移测量装置。现有位移测量方式的精度与量程存在矛盾。本实用新型的激光共焦位移传感器探头、位置敏感元件和聚焦透镜均与测头面板固定；激光共焦位移传感器探头与激光共焦位移传感器本体的光学单元及控制器连接组成激光共焦位移传感器；激光共焦位移传感器探头的测量光由激光共焦位移传感器本体的光学单元产生，并通过光纤传输到激光共焦位移传感器探头；激光共焦位移传感器探头的测量光中心轴线与聚焦透镜的中心轴线位于同一平面内；位置敏感元件的信号输出端与控制器连接；激光共焦位移传感器、聚焦透镜以及位置敏感元件组成三角法位移测量系统。本实用新型测量精度高，且量程大。

摘要： 本发明公开了一种适用于结构力学位移法教学演示的实验装置及利用该装置的结构力学位移法演示方法，包括基座1、施力阀门2、杆件结构3、底座支座4、角点支座5、定向支座6、定滑轮支座7、千分表A10和千分表B11，所述的施力阀门2安装在基座1的侧面，所述的杆件结构3、底座支座4、角点支座5、定向支座6、定滑轮支座7、千分表A10和千分表B11与所述的基座1之间可拆卸地配合使用。该装置操作简单、原理通俗易懂、与传统力学实验相结合且易于拆卸。

摘要： 本发明公开了一种适用于结构力学位移法教学演示的实验装置及利用该装置的结构力学位移法演示方法，包括基座1、施力阀门2、杆件结构3、底座支座4、角点支座5、定向支座6、定滑轮支座7、千分表A10和千分表B11，所述的施力阀门2安装在基座1的侧面，所述的杆件结构3、底座支座4、角点支座5、定向支座6、定滑轮支座7、千分表A10和千分表B11与所述的基座1之间可拆卸地配合使用。该装置操作简单、原理通俗易懂、与传统力学实验相结合且易于拆卸。