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基坑开挖引起邻近盾构隧道转动与错台变形计算 被引量：28
1
作者 魏纲 洪文强 +2 位作者 魏新江 张鑫海 罗经纬 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1251-1259,共9页
基坑开挖会对邻近盾构隧道的变形产生显著影响。考虑基坑开挖时卸载在隧道轴线处产生的附加应力,建立了综合考虑剪切错台变形和刚体转动变形的隧道变形计算模型,结合最小势能原理推导出隧道的纵向变形量、环间错台量、环间转角和环间剪... 基坑开挖会对邻近盾构隧道的变形产生显著影响。考虑基坑开挖时卸载在隧道轴线处产生的附加应力,建立了综合考虑剪切错台变形和刚体转动变形的隧道变形计算模型,结合最小势能原理推导出隧道的纵向变形量、环间错台量、环间转角和环间剪切力的计算公式。选取两组工程实例进行分析,将计算结果与实测数据进行比较。研究结果表明:邻近并平行于盾构隧道的基坑侧壁的卸荷效应对旁边隧道的影响最大;隧道水平位移最大值附近的管片基本不发生错台变形和刚体转动变形,环间剪切力值也很小;而在隧道水平位移曲线的反弯点处,隧道的剪切错台量、环间转角和环间剪切力值达到最大;在基坑开挖工况下,邻近隧道的水平位移变形模式以剪切错台为主,刚体转动为辅。 展开更多
关键词 盾构隧道 刚体转动效应 剪切错台效应 基坑开挖 变形模式
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大件车作用下独柱墩弯桥倾覆风险快速预测 被引量：2
2
作者 徐康 王涛 +1 位作者 刘博 陈淑君 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期474-483,501,共11页
为了实现大件运输车辆作用下独柱墩弯桥倾覆风险的快速预测,首先对基于刚体转动理论的简化计算方法进行改进,引入车辆转弯模型考虑车轮轨迹,实现车辆荷载的准确和快速加载,定义了稳定因子η并提出质心加载法用于确定倾覆轴线;结合变形... 为了实现大件运输车辆作用下独柱墩弯桥倾覆风险的快速预测,首先对基于刚体转动理论的简化计算方法进行改进,引入车辆转弯模型考虑车轮轨迹,实现车辆荷载的准确和快速加载,定义了稳定因子η并提出质心加载法用于确定倾覆轴线;结合变形体理论,提出采用端点偏移的方法对倾覆轴位置进行修正;采用阈值法快速评价桥梁的倾覆风险性,并通过建立ABAQUS实体模型分析了大量桥梁的倾覆过程,确定阈值[kc]的取值;在此基础上建立了独柱墩弯桥倾覆风险快速预测流程。研究结果表明:大件车以稳定状态通过弯桥时其质心轨迹为一圆弧;对倾覆轴线位置进行修正可以考虑主梁变形能力对稳定效应的削减,相比于原简化方法,由改进方法计算的抗倾覆稳定能力kc对桥梁的倾覆风险具有更强的表征能力;抗倾覆稳定能力阈值取值为1.10;基于MATLAB程序语言,编制了弯桥倾覆风险快速预测程序,通过批量输入大件车待通行线路上的独柱墩弯桥信息即可计算出各个桥梁的抗倾覆稳定能力kc,将kc与抗倾覆能力阈值进行比较从而预测出有倾覆风险的桥梁,实现大件车作用下独柱墩弯倾覆风险快速预测。 展开更多
关键词 桥梁工程 倾覆风险预测 独柱墩梁桥 刚体转动 变形体转动 大件运输车辆
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对刚体转动实验方法的研究与改进 被引量：6
3
作者 刘德强 张锐 《大学物理实验》 2007年第1期41-43,共3页
本文讨论了改进刚体转动实验中造成误差的方法。
关键词 刚体转动 实验方法 研究改进
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含有整体刚体位移杆件系统的几何非线性分析 被引量：6
4
作者 罗晓明 齐朝晖 +1 位作者 许永生 韩雅楠 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期62-68,共7页
许多杆件系统中,结构和机构共同存在。应用现有有限元理论很难分析这些杆件系统的几何非线性效应。该文引入多组坐标:总体坐标系、物体坐标系、单元坐标系、节点坐标系和截面坐标系,介绍了一种含刚体位移杆件系统几何非线性效应的共转... 许多杆件系统中,结构和机构共同存在。应用现有有限元理论很难分析这些杆件系统的几何非线性效应。该文引入多组坐标:总体坐标系、物体坐标系、单元坐标系、节点坐标系和截面坐标系,介绍了一种含刚体位移杆件系统几何非线性效应的共转坐标方法。该文假设梁单元交叉节点为刚性连接,即:节点坐标系和截面坐标系之间的坐标转换矩阵始终不变,明确了杆件结构中节点转动的概念。并且依据有限转动理论,推导出物体在单元坐标系和总体坐标系下的变形转换关系,有效的分解了物体的大转动、大变形效应。进而列出了大变形分析的非线性残量方程。另外,该文用多体系统动力学处理约束的方法,建立了具有复杂边界条件结构的增广约束方程。最后,给出4个算例,验证了所述方法的可行和正确性以及约束增广法处理约束的有效性。 展开更多
关键词 几何非线性 杆件系统 共转法 刚体位移 有限转动 约束增广法
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旋转四元数表达约定判别方法及应用探讨 被引量：2
5
作者 鹿珂珂 刘陵顺 唐大全 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期657-664,共8页
在航空航天和机器人领域,使用四元数表达刚体旋转时,存在Hamilton和喷气推进实验室(jet propulsion laboratory,JPL)两种表达约定,直接导致基于四元数的推导出现混乱和不严谨,并在工程实践中引入错误.通过分析两种表达约定的由来,对比... 在航空航天和机器人领域,使用四元数表达刚体旋转时,存在Hamilton和喷气推进实验室(jet propulsion laboratory,JPL)两种表达约定,直接导致基于四元数的推导出现混乱和不严谨,并在工程实践中引入错误.通过分析两种表达约定的由来,对比两种表达的内在异同,尤其是处理连续旋转时与姿态矩阵的同形性,提出了两种四元数约定的判别和转换使用方法,并通过实验进行了验证分析.基于两种四元数的历史、实际应用范围、运算效率以及相似性,建议在使用四元数时明确所采用约定,并逐渐舍弃四元数的JPL约定. 展开更多
关键词 四元数 坐标系 三维刚体 旋转矩阵 同形性
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刚体平动和刚体定轴转动中力学问题的对比研究 被引量：4
6
作者 秦晨 张伟仁 《山西大同大学学报（自然科学版）》 2015年第4期25-28,共4页
刚体转动一直是普通物理学中的重点和难点。质点运动的相关知识学生都比较熟悉,但是刚体的转动却是首次接触。由于对质点运动的描述和对刚体转动的描述有一定的相似性,而且质点运动和刚体转动的一些定律和定理也有很大的相似程度,因此... 刚体转动一直是普通物理学中的重点和难点。质点运动的相关知识学生都比较熟悉,但是刚体的转动却是首次接触。由于对质点运动的描述和对刚体转动的描述有一定的相似性,而且质点运动和刚体转动的一些定律和定理也有很大的相似程度,因此可以在已有的质点运动知识的基础上,来理解刚体转动的相关知识。 展开更多
关键词 质点运动 刚体平动 刚体转动 定轴转动
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刚体转动惯量计算方法研究 被引量：5
7
作者 温亚芹 《黑龙江科学》 2019年第6期40-42,共3页
转动惯量是量度刚体转动惯性大小的物理量,类似于牛顿力学中的惯性质量,但比起质量来说,转动惯量并不是那么易于计算和测量。从刚体转动惯量的定义入手,通过几种简单形状刚体的转动惯量计算,来加深对定积分数学知识的理解。
关键词 刚体 转动惯量 计算方法 定轴转动
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刚体与质点动力学关系的内在统一性 被引量：4
8
作者 张明铎 郝长春 +1 位作者 莫润阳 沈壮志 《物理通报》 2016年第10期25-28,共4页
质点动力学和刚体定轴转动动力学分别遵循牛顿第二定律和转动定理，好像互不相关，但这两个规律本质上都是描述适用对象在外因作用下运动状态的变化与外因量之间的关系，反映相关物理量之间关系的数学方程形式上完全一样．通过对比分析... 质点动力学和刚体定轴转动动力学分别遵循牛顿第二定律和转动定理，好像互不相关，但这两个规律本质上都是描述适用对象在外因作用下运动状态的变化与外因量之间的关系，反映相关物理量之间关系的数学方程形式上完全一样．通过对比分析这些内在联系，给出了这两个力学模型动力学方程的统一表述． 展开更多
关键词 质点 刚体 动力学规律 动量定理 牛顿第二定律 角动量定理 转动定理
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力学中运动稳定性的研究 被引量：4
9
作者 田来科 何宗海 《陕西师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1996年第2期119-120,共2页
力学中运动稳定性的研究田来科何宗海（西北大学物理学系，西安７１００６２；第一作者，男，４７岁，讲师）１稳定性的数学模型运动稳定性问题的数学模型通常可用以下微分方程组表示：ｄｙｎ／ｄｔ＝Ｙｎ（ｙ１，ｙ２，…，ｙｎ，ｔ）... 力学中运动稳定性的研究田来科何宗海（西北大学物理学系，西安７１００６２；第一作者，男，４７岁，讲师）１稳定性的数学模型运动稳定性问题的数学模型通常可用以下微分方程组表示：ｄｙｎ／ｄｔ＝Ｙｎ（ｙ１，ｙ２，…，ｙｎ，ｔ）．ｎ＝１，２，３，…．用ｎ维矢量表... 展开更多
关键词 力学 运动稳定性 数学模型
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刚体绕定点运动的等效转轴及转角 被引量：3
10
作者 陈维毅 吴文周 《太原工业大学学报》 1997年第2期27-30,共4页
根据刚体运动学中的欧拉定理：刚体绕定点运动时的任何位移，可以绕通过定点的某一轴转动一次实现。本文用矢量绕与其相交的轴的转动公式及动坐标系绕原点转动时的坐标变换公式，导出了刚体绕直角坐标系的三个轴转动时对应的等效转轴的... 根据刚体运动学中的欧拉定理：刚体绕定点运动时的任何位移，可以绕通过定点的某一轴转动一次实现。本文用矢量绕与其相交的轴的转动公式及动坐标系绕原点转动时的坐标变换公式，导出了刚体绕直角坐标系的三个轴转动时对应的等效转轴的计算方法及转角的计算方法。 展开更多
关键词 转轴 转角 刚体运动学 等效转轴
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刚体定轴转动的动量矩 被引量：2
11
作者 万春明 《长春光学精密机械学院学报》 2001年第3期35-37,共3页
指出刚体作定轴转动时，对轴上不同的点动量矩一般是不同的，进而给出了对轴上任意两点的动量矩之间的关系。
关键词 刚体 定轴转动 动量矩
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Clifford代数很值得在物理学中推广 被引量：3
12
作者 叶壬癸 《大学物理》 1997年第6期30-34,共5页
ｌｉｆｏｒｄ代数（几何代数或多重矢运算）比通常数学工具诸如矢量、张量、旋量及外微分形式有很多优越性．作为介绍性文章这里选取刚体转动及旋转参考系作为例子，以展示此种数学工具的优越性．
关键词 CLIFFORD代数 刚体转动 旋转参考系 几何代数
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《普通物理》教学中刚体平动和转动的对比教学研究 被引量：2
13
作者 李栋玉 《曲靖师范学院学报》 2011年第3期80-82,共3页
学生在学习刚体转动时通常难以理解其中抽象的物理概念.而刚体转动中的角量、力矩、转动惯量和刚体平动中的线量、力、质量有着一定的相似性.刚体转动中的一些定理也和刚体平动中的相关定理有相似之处.在进行刚体转动的教学时,要让学生... 学生在学习刚体转动时通常难以理解其中抽象的物理概念.而刚体转动中的角量、力矩、转动惯量和刚体平动中的线量、力、质量有着一定的相似性.刚体转动中的一些定理也和刚体平动中的相关定理有相似之处.在进行刚体转动的教学时,要让学生对熟悉的刚体平动中相关知识点进行对比,让学生自然的从平动学习过渡到转动学习,轻松地掌握刚体转动中的知识点,从而达到良好的教学效果. 展开更多
关键词 刚体平动 刚体转动 对比教学
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一种分析瞬心加速度的简单几何方法 被引量：2
14
作者 陈奎孚 何卫 《大学物理》 北大核心 2017年第6期25-27,共3页
给出分析速度瞬心之加速度的一个简明方法,它只使用了刚体平面运动的速度瞬心法、加速度的定义和曲率的定义.
关键词 刚体 平面运动 纯滚动 曲率 加速度 速度瞬心
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刚体纯滚动时的瞬心加速度 被引量：2
15
作者 张尔晶 《西北民族学院学报（自然科学版）》 2000年第2期3-6,共4页
分析匀质圆形刚体做纯滚动时的 5种典型情况 。
关键词 刚体 纯滚动 瞬心加速度 转动 非惯性系 方向
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角速度及其在机械运动描述中的应用辨析 被引量：2
16
作者 王亭 赵俊卿 +1 位作者 庄世栋 孙雅婷 《山东建筑大学学报》 2014年第5期433-436,463,共5页
角速度是在许多领域的机械系统设计与控制中有着广泛应用的一个基本概念。为了正确应用角速度矢量描述物体的转动,文章以质点和刚体为研究对象,基于运动的叠加性、运动的相对性、非惯性系中物体的运动和刚体转动的不同描述方法,提出了... 角速度是在许多领域的机械系统设计与控制中有着广泛应用的一个基本概念。为了正确应用角速度矢量描述物体的转动,文章以质点和刚体为研究对象,基于运动的叠加性、运动的相对性、非惯性系中物体的运动和刚体转动的不同描述方法,提出了相同研究对象的不同速度表达式,分析了角速度的准确含义,并通过两个应用实例,综合分析了矢量转动的角速度、坐标系转动的角速度和刚体转动的角速度等相关公式。结果表明:对角速度物理含义的准确理解是正确描述物体运动状态的基础,在具体问题中,将有关公式有机结合,注重各种方法的比较应用和相互验证,避免因对角速度、基点等的理解偏差而导致的错误。 展开更多
关键词 角速度 质点速度 转动坐标系 欧拉角 刚体转动
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刚体转动瞬心极迹动态关系的演示教具 被引量：2
17
作者 孙正和 郑仰东 苏润洲 《物理实验》 北大核心 2001年第2期37-38,共2页
介绍一种演示刚体平面平行运动转动瞬心极迹动态关系的教具 ,可清晰的在一幅画面上演示瞬心位置移动所描绘出的空间极迹和本体极迹以及三者之间的动态关系 .教具结构简单易于制作 。
关键词 演示教具 刚体 转动瞬心 瞬心极迹
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浅谈定轴转动刚体的动量矩 被引量：2
18
作者 宋洪训 《大学物理》 1999年第6期15-17,共3页
指出作定轴转动的刚体，对轴上不同的点动量矩一般是不同的进而给出了对轴上任意两点的动量矩之间的关系。
关键词 刚体 定轴转动 动量矩
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关于刚体定轴转动中力矩作功的推导商榷 被引量：2
19
作者 徐恩生 《沈阳航空工业学院学报》 2003年第2期81-83,共3页
关于《大学物理》的教材 ,刚体定轴转动力矩作功的公式推导多有不明确和值得探讨的问题 ,如推导中的依据是什么、刚体与质点的区别在哪里 ,内力起什么作用 ,怎样与转动的动能定理相自洽。
关键词 刚体 定轴转动 力矩作功 《大学物理》 推导 动能定理
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刚体绕瞬心的转动方程的计算机模拟 被引量：1
20
作者 李钰 康洞国 彭芳麟 《大学物理》 北大核心 2003年第11期44-47,共4页
在《大学物理》上曾对刚体绕瞬心的转动方程进行过广泛深入的讨论,这些讨论都是建立在解析分析的基础上.本文则用计算机模拟的方法研究这个方程.计算机模拟的结果不仅形象直观地表现了公式的丰富内涵,也证明计算机模拟是教学研究的一种... 在《大学物理》上曾对刚体绕瞬心的转动方程进行过广泛深入的讨论,这些讨论都是建立在解析分析的基础上.本文则用计算机模拟的方法研究这个方程.计算机模拟的结果不仅形象直观地表现了公式的丰富内涵,也证明计算机模拟是教学研究的一种优秀工具. 展开更多
关键词 计算机模拟 刚体 瞬心 转动方程
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