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基于非线性弹簧的圆锥滚子轴承建模与分析 被引量:1
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作者 毛范海 田冲 王德伦 《机械设计与制造工程》 2024年第8期15-18,共4页
为解决风机主轴承滚动体数目多、尺寸大,进行有限元分析计算量大、收敛困难的难题,提出一种基于非线性弹簧的圆锥滚子轴承有限元等效模型,滚动体沿轴线方向分片,各分片与滚道接触以及球基面与挡边接触的“载荷-变形”关系采用弹簧单元... 为解决风机主轴承滚动体数目多、尺寸大,进行有限元分析计算量大、收敛困难的难题,提出一种基于非线性弹簧的圆锥滚子轴承有限元等效模型,滚动体沿轴线方向分片,各分片与滚道接触以及球基面与挡边接触的“载荷-变形”关系采用弹簧单元等效模拟,等效弹簧的刚度通过赫兹接触理论确定。以某兆瓦级风机主轴承为例分析了该模型滚动体载荷分布及套圈整体变形,并与实体滚动体接触分析计算结果进行了对比。结果表明:基于非线性弹簧的等效模型能准确反映轴承内部载荷分布及整体变形情况,大大缩减计算量,为风机圆锥滚子主轴承的设计与分析提供了理论依据和指导。 展开更多
关键词 圆锥滚子轴承 载荷分布 线性弹簧 有限元分析
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非线性弹簧汽车悬架动态特性研究 被引量:15
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作者 赵和平 黄宏成 +1 位作者 习纲 张建武 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期165-167,224,共4页
详细研究了非线性弹簧汽车悬架系统的动态特性。用变刚度弹簧代替定常刚度弹簧可明显改善车辆的乘坐舒适性 ,提高悬架系统的性能价格比。为反映实车工况 ,着重讨论了在随机路面激励下变刚度弹簧悬架簧载质量的动态响应特性。数值仿真研... 详细研究了非线性弹簧汽车悬架系统的动态特性。用变刚度弹簧代替定常刚度弹簧可明显改善车辆的乘坐舒适性 ,提高悬架系统的性能价格比。为反映实车工况 ,着重讨论了在随机路面激励下变刚度弹簧悬架簧载质量的动态响应特性。数值仿真研究结果表明 ,在悬架系统中选用合适的变刚度弹簧能有效改善乘坐舒适性。由于非线性弹簧悬架没有固有频率 ,因此避免了在外界激励下发生共振的危险。同时由于在较大变形下悬架“变硬” 。 展开更多
关键词 线性弹簧 悬架 乘坐舒适性 路面不平度 汽车
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一种基于非线性弹簧新的球轴承接触有限元模型 被引量:5
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作者 周仕明 李道奎 唐国金 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期817-822,共6页
基于Hertz接触理论和非线性弹簧模型提出了一种新的球轴承有限元建模方法。所提方法在沟道圆心间设置非线性弹簧,采用Hertz理论建立非线性弹簧力与变形关系,通过非线性弹簧长度判断球体是否与套圈发生接触。数值算例表明该方法人计算结... 基于Hertz接触理论和非线性弹簧模型提出了一种新的球轴承有限元建模方法。所提方法在沟道圆心间设置非线性弹簧,采用Hertz理论建立非线性弹簧力与变形关系,通过非线性弹簧长度判断球体是否与套圈发生接触。数值算例表明该方法人计算结果与Hertz理论解一致,说明该方法可行有效,并且此方法精度较高。 展开更多
关键词 球轴承 接触模型 Hertz解 线性弹簧
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基于非线性弹簧模型的振动声调制机理研究 被引量:5
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作者 刘学君 杨晓华 +1 位作者 马广婷 张玎 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期233-240,共8页
飞机结构裂纹的在线监测是保证飞行器安全的重要举措,针对目前常规的无损检测方法无法实现在线及原位监测的不足,根据裂纹引起的超声非线性,基于振动声调制效应对结构裂纹进行监测是一种可行的方法。采用非线性弹簧模型对裂纹进行模拟,... 飞机结构裂纹的在线监测是保证飞行器安全的重要举措,针对目前常规的无损检测方法无法实现在线及原位监测的不足,根据裂纹引起的超声非线性,基于振动声调制效应对结构裂纹进行监测是一种可行的方法。采用非线性弹簧模型对裂纹进行模拟,建立了两列一维简谐波在含接触界面的结构中的传播模型,通过公式推导,得到了透射信号的基波、调制边频谐波和高次谐波等信号成分的近似表达式,分析了各谐波成分幅值与激励信号参数间的对应关系,推导了边频调制谐波与两低频基波幅值乘积之比R与刚度系数间的关系。通过板中的振动声调制试验,分析了响应信号的谐波成分及各谐波成分随低频振动幅值的变化关系,探讨了指标R随外力变化情况,试验结果基本符合模型推导的结论,为采用基于振动声调制的方法进行裂纹监测提供了理论指导。 展开更多
关键词 裂纹监测 线性弹簧模型 振动声调制 调制边频 高次谐波
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基于非线性弹簧的三排圆柱滚子组合转盘轴承静态承载能力模型 被引量:15
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作者 姬丽丽 王华 +1 位作者 潘裕斌 韩云科 《轴承》 北大核心 2016年第2期1-5,共5页
三排圆柱滚子组合转盘轴承数百对圆柱滚子/滚道非线性接触,其有限元模型复杂、计算量大,甚至不收敛。文中用非线性弹簧模拟圆柱滚子/滚道接触。首先用有限元的数值法获取单个圆柱滚子/滚道接触的载荷-变形曲线,即非线性弹簧特性曲线,并... 三排圆柱滚子组合转盘轴承数百对圆柱滚子/滚道非线性接触,其有限元模型复杂、计算量大,甚至不收敛。文中用非线性弹簧模拟圆柱滚子/滚道接触。首先用有限元的数值法获取单个圆柱滚子/滚道接触的载荷-变形曲线,即非线性弹簧特性曲线,并通过试验验证;然后基于非线性弹簧建立了三排圆柱滚子组合转盘轴承整体计算模型,分析了转盘轴承在外力作用下的内部接触载荷分布和整体变形情况,将最大接触载荷与理论计算结果进行对比。结果表明:用非线性弹簧代替圆柱滚子/滚道接触的有限元仿真模型能够准确地反映出转盘轴承的内部接触载荷分布以及整体变形情况,计算量大大减少,有效提高三排圆柱滚子组合转盘轴承设计、计算效率,具有重要的工程应用价值。 展开更多
关键词 转盘轴承 线性弹簧 有限元分析 数值法
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组合线性弹簧振子中的非线性振动 被引量:21
6
作者 廖旭 任学藻 《大学物理》 北大核心 2008年第2期25-28,共4页
从拉格朗日方程出发,分析了几种常见的线性弹簧组合,对作非线性振动弹簧振子进行了数值求解.当作微小振动时,正好是几种典型的非线性振动.通过计算得出解析解并与数值解进行了对比.
关键词 组合线性弹簧 线性振动 数值解 微小振动 解析解
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分段线性弹簧振动系统的非线性分析 被引量:2
7
作者 马汝建 李桂喜 赵东 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期852-855,共4页
应用非线性谱分析法对分段线性弹簧系统在随机载荷作用下的动力响应进行分析。在假设系统的运动响应是平稳的高斯过程的条件下,导出响应谱密度与激励谱密度之间的关系,并应用数值计算方法,求得系统的响应谱密度,进而对系统幅频特性进行... 应用非线性谱分析法对分段线性弹簧系统在随机载荷作用下的动力响应进行分析。在假设系统的运动响应是平稳的高斯过程的条件下,导出响应谱密度与激励谱密度之间的关系,并应用数值计算方法,求得系统的响应谱密度,进而对系统幅频特性进行分析。研究表明,响应谱密度随激励强度的增加而增加,幅频特性在固有频率附近随阻尼比的减小变化显著,随弹簧间隙的增加而增加,随固有频率的增加而减小。 展开更多
关键词 振动理论 分段线性弹簧 线性分析 频幅特性
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对称非线性弹簧振子的周期特性 被引量:17
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作者 倪亚贤 董慎行 《大学物理》 北大核心 2003年第4期22-24,共3页
通过计算机编程 (QuickBasic)描绘对称非线性弹簧振子振动的特性曲线 ,使难懂的物理过程变得直观、形象 .对称非线性弹簧振子的振动是一种周期性振动 ,但不是严格的简谐振动 ,其振动周期随非线性系数。
关键词 对称非线性弹簧振子 周期特性 振动周期 简谐振动
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基于非线性弹簧的双曲率车窗密封系统动力学建模 被引量:1
9
作者 朱文峰 周辉 黎鹏 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期868-872,878,共6页
考虑密封材料与车窗的复杂接触作用,采用功能等效原理,以非线性刚度弹簧对模拟非线性夹持约束,通过有限弹簧对来实现整体车窗密封约束的离散化等效;通过三维曲面重构确定了双曲率空间车窗包络边界和升降路径;采用三维实体建模和驱动函... 考虑密封材料与车窗的复杂接触作用,采用功能等效原理,以非线性刚度弹簧对模拟非线性夹持约束,通过有限弹簧对来实现整体车窗密封约束的离散化等效;通过三维曲面重构确定了双曲率空间车窗包络边界和升降路径;采用三维实体建模和驱动函数建立了三维车窗密封系统的动力学模型,并拟合出升降摩擦力、时间和车窗重力等密封动力学参数的变化关系,从而实现了考虑适当滑动阻力和摩擦平衡的新型车窗密封系统的优化设计. 展开更多
关键词 线性弹簧 功能等效 车窗密封 动力学特性
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非线性弹簧形态优化及可调节恒力装置设计 被引量:1
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作者 徐彦 许怡贤 +2 位作者 方琴 从强 林秋红 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期1499-1506,共8页
基于组合结构研究一种可调节恒力装置的设计方法,恒力装置由负刚度非线性弹簧和正刚度线性弹簧组合而成。采用B样条曲线描述非线性弹簧的形态,基于GA算法和非线性有限元法实现非线性弹簧的形态优化设计。根据恒力装置的工作原理,设计线... 基于组合结构研究一种可调节恒力装置的设计方法,恒力装置由负刚度非线性弹簧和正刚度线性弹簧组合而成。采用B样条曲线描述非线性弹簧的形态,基于GA算法和非线性有限元法实现非线性弹簧的形态优化设计。根据恒力装置的工作原理,设计线性螺旋弹簧,并分析刚度/强度特性。组合结构的力学性能分析表明恒力装置可以实现输出恒力。为了实现自我保护、输出的恒力大小/方向可调,进行了恒力装置的部组件设计。本文的恒力装置设计方法为平面薄膜天线和太阳电池阵的工程研制提供了技术支撑。 展开更多
关键词 恒力装置 组合结构 线性弹簧 形态优化 可调节
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高雷诺数条件非线性弹簧下PTC圆柱流致振动数值模拟 被引量:1
11
作者 樊天慧 周诗博 +1 位作者 孙海 陈超核 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2022年第3期160-169,共10页
[目的]为了提高涡激振动圆柱发电装置的发电效率,研究在大范围雷诺数下非线性弹簧支撑的被动湍流控制圆柱的流致振动特性。[方法]利用FLUENT软件,结合动网格技术和用户自定义函数(UDF),选取Spalart-Allmaras湍流模型求解非稳态雷诺平均N... [目的]为了提高涡激振动圆柱发电装置的发电效率,研究在大范围雷诺数下非线性弹簧支撑的被动湍流控制圆柱的流致振动特性。[方法]利用FLUENT软件,结合动网格技术和用户自定义函数(UDF),选取Spalart-Allmaras湍流模型求解非稳态雷诺平均Navier-Stokes方程组,对线性弹簧和分段弹簧支撑的被动湍流控制(PTC)圆柱流致振动进行二维数值模拟研究,并将模拟结果和实验结果进行对比。[结果]与线性弹簧下相比,分段弹簧下圆柱的振幅明显增强,涡脱模式更加复杂。当第1段弹簧刚度和第2段弹簧相比较大时,分段弹簧的分段点越小,圆柱的振幅越大,振动频率越小,涡脱模式越复杂。[结论]非线性弹簧下圆柱的流致振动特性和线性弹簧下的有所不同,合理选择分段点可以有效地增强流固耦合作用,为提高能量转换装置的效率提供理论与技术支撑。 展开更多
关键词 PTC圆柱 线性弹簧 流致振动 高雷诺数
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理想塑性非线性弹簧支撑刚性圆柱涡激振动响应 被引量:1
12
作者 艾尚茂 孙丽萍 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期21-25,250,共5页
应用尾流振子模型以及弱耦合算法的二维CFD数值方法,首次模拟了理想塑性非线性弹簧支撑刚性圆柱的涡激振动响应。CFD数值模拟与尾流振子经验模型预报结果一致显示:响应幅值超出非线性弹簧的极限位移后产生突变而迅速达到峰值,然后又逐... 应用尾流振子模型以及弱耦合算法的二维CFD数值方法,首次模拟了理想塑性非线性弹簧支撑刚性圆柱的涡激振动响应。CFD数值模拟与尾流振子经验模型预报结果一致显示:响应幅值超出非线性弹簧的极限位移后产生突变而迅速达到峰值,然后又逐渐变小;非线性弹簧情况下幅值峰值要低于线性,但出现在较低的流速。CFD数值方法还模拟到非线性弹簧支撑柱振动频率开始锁定泄涡频率,当振幅达到峰值后,随之锁定于静水固有频率附近。 展开更多
关键词 尾流振子模型 弱耦合算法 线性弹簧 涡激振动
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基于非线性弹簧阻尼模型的球体碰撞模拟 被引量:3
13
作者 李江 李春 《黑龙江科学》 2019年第10期10-13,共4页
基于动态接触模型对碰撞接触过程进行建模和数值计算,分析了模型各参数的物理意义,并与经典力学接触模型进行对比,通过恢复系数与阻尼系数的关系,将两类模型联系起来。使用Roung-Kutta方法求解动力学方程,并将模型结果与ABAQUS显式动力... 基于动态接触模型对碰撞接触过程进行建模和数值计算,分析了模型各参数的物理意义,并与经典力学接触模型进行对比,通过恢复系数与阻尼系数的关系,将两类模型联系起来。使用Roung-Kutta方法求解动力学方程,并将模型结果与ABAQUS显式动力学模拟结果及实验结果进行比较。对比结果表明,非线性阻尼模型能够较为准确地反映碰撞接触过程。研究工作验证了模型及各参数选取的合理性,比较了各模型特点,为接触过程模型选取提供了参考。 展开更多
关键词 线性弹簧 阻尼 接触模型 球体碰撞 动力学仿真
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基于有限元的非线性弹簧分析 被引量:5
14
作者 周北岳 周韧 周勇 《机械研究与应用》 2009年第6期37-39,46,共4页
基于CAD/CAE集成软件Pro/Engineer,对一类非线性弹簧在断路器操动机构中的应用进行了初步研究。首先对传统弹簧在外载下的应力水平进行了分析。为便于对比,还基于ANSYS对一类与传统弹簧同外径的等外径变丝径螺旋弹簧进行了研究,分析结... 基于CAD/CAE集成软件Pro/Engineer,对一类非线性弹簧在断路器操动机构中的应用进行了初步研究。首先对传统弹簧在外载下的应力水平进行了分析。为便于对比,还基于ANSYS对一类与传统弹簧同外径的等外径变丝径螺旋弹簧进行了研究,分析结果表明在同等位移负载条件下,由于弹簧簧圈间的接触作用,非线性弹簧的力——位移曲线呈现出了明显的非线性,并且其内部的应力分布水平比普通弹簧要小得多。同时,分析结果也为其它非线性弹簧的设计和应用提供了参考。 展开更多
关键词 线性弹簧 有限元 PRO/ENGINEER CAD/CAE
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一种新型非线性弹簧的限位性能研究 被引量:1
15
作者 陈政清 曾炯坤 +1 位作者 裴炳志 张门哲 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第23期1-7,共7页
低阻尼柔性结构在外界荷载激励下可能产生大幅位移,严重情况下将造成构件损伤,导致结构失效或破坏。研究了一种双向运动的非线性弹簧限位器对柔性结构的缓冲限位性能,推导并采用拟静力试验验证了该装置的出力与变形的理论计算公式。最... 低阻尼柔性结构在外界荷载激励下可能产生大幅位移,严重情况下将造成构件损伤,导致结构失效或破坏。研究了一种双向运动的非线性弹簧限位器对柔性结构的缓冲限位性能,推导并采用拟静力试验验证了该装置的出力与变形的理论计算公式。最后基于单自由度主结构模型,对比分析了线性与非线性限位器对主结构的缓冲限位性能,并研究了非线性弹簧刚度对其性能的影响。结果表明:非线性弹簧本构理论式与试验值存在一定差异,并据此提出考虑初位移的理论计算式。在初位移较小时,两种理论计算式均可作为工程运用时的理论依据。非线性弹簧限位器具有准零刚度的特性,在限位器开始工作时,非线性弹簧限位器能够较平缓地降低主结构运动速度。在随机荷载作用下,非线性弹簧具有与线性弹簧相当的限位能力,且能显著减小对结构的反冲作用,同时合理地设置非线性弹簧刚度不仅能有效控制主结构位移,而且能减少非线性弹簧限位器对主结构的反冲力。 展开更多
关键词 结构振动 线性弹簧 加载试验 限位性能 反冲力
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一种非线性弹簧阻尼系统的频率响应与仿真实现 被引量:1
16
作者 苏品刚 《机电工程》 CAS 2003年第2期67-69,共3页
运用信号处理中脉冲响应和DFT、FFT的相关理论 ,提出一种可以实现近似分析和仿真非线性弹簧阻尼系统的频率响应的方法 。
关键词 线性弹簧阻尼系统 频率响应 仿真 脉冲响应 信号处理 控制理论
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基于双曲线非线性弹簧元的地下连续墙有限元分析 被引量:1
17
作者 徐炳伟 《沈阳理工大学学报》 CAS 2006年第4期80-83,共4页
采用双曲线非线性弹簧单元模拟周围地基土与地下连续墙之间的相互作用,考虑土多层分布以及施工因素等影响,建立地下连续墙的有限元数值计算模型,计算开挖过程中地下连续墙变形、内力、支撑内力、墙侧土压力变化及分布情况.工程实例表明... 采用双曲线非线性弹簧单元模拟周围地基土与地下连续墙之间的相互作用,考虑土多层分布以及施工因素等影响,建立地下连续墙的有限元数值计算模型,计算开挖过程中地下连续墙变形、内力、支撑内力、墙侧土压力变化及分布情况.工程实例表明,该模型计算所得的结果与工程实际吻合较好,可以有效模拟基坑开挖整个过程,指导地下连续墙设计和施工. 展开更多
关键词 地下连续墙 双曲线非线性弹簧单元 有限元数值计算 基坑开挖
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线性弹簧组合式振动时效装置的3次超谐共振特性分析 被引量:6
18
作者 李俊明 蔡敢为 +1 位作者 黄院星 李岩舟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第20期173-178,共6页
超谐共振式振动时效是解决高频率工件共振问题的一种有效方法,但非线性弹簧制造工艺复杂,非线性参数不可调节、难控制等因素限制了超谐共振式振动时效装置的应用发展。基于这些问题,提出利用线性弹簧组合来实现超谐共振,设计一种线性弹... 超谐共振式振动时效是解决高频率工件共振问题的一种有效方法,但非线性弹簧制造工艺复杂,非线性参数不可调节、难控制等因素限制了超谐共振式振动时效装置的应用发展。基于这些问题,提出利用线性弹簧组合来实现超谐共振,设计一种线性弹簧组合振动装置,在此基础上就线性弹簧组合非线性弹力特性进行分析,利用多尺度理论求得该系统3次超谐振动响应特性,借助有限元模型进行3次超谐振动对高频率工件激励的仿真实验分析。结果表明线性弹簧组合系统在垂直方向可以产生3次超谐振动,并实现了高频率工件主共振。这些研究成果进一步推进超谐共振式振动时效技术。 展开更多
关键词 振动时效 3次超谐共振 高频率工件 线性弹簧组合
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两类非线性弹簧振动周期的研究
19
作者 王艳 王福谦 《辽宁师专学报(自然科学版)》 2006年第4期20-22,共3页
通过分析两类非线性弹簧运动的相图,得出结论对于硬弹簧,路线是闭合的;对于软弹簧,能量存在一个临界值,能量小于此临界值时路线闭合,能量大于此临界值时路线不闭合,是波状路线.利用线化和校正法求出两类非线性弹簧振动的周期.
关键词 线性弹簧 周期 线化和校正法
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基于梁-非线性弹簧模型的盾构隧道管片环极限变形特征研究 被引量:12
20
作者 曾格华 夏才初 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期109-117,共9页
管片环极限变形特征是盾构隧道结构设计的关键控制指标和结构安全监测的重要依据。已有的接头弯曲加载试验表明,当弯矩较大时,接头变形具有明显的非线性特征。针对上海地铁区间盾构隧道管片环内的无衬垫式接头,建立其力学模型并推导其... 管片环极限变形特征是盾构隧道结构设计的关键控制指标和结构安全监测的重要依据。已有的接头弯曲加载试验表明,当弯矩较大时,接头变形具有明显的非线性特征。针对上海地铁区间盾构隧道管片环内的无衬垫式接头,建立其力学模型并推导其变形解析式,得到一定轴压作用下接头变形非线性特征的定量化描述,将其与试验数据对比,验证接头力学模型和变形解析式的工程适用性。基于非线性弹簧单元建立管片环梁-非线性弹簧模型,采用有限元方法对考虑外荷载及接头自身性能等因素不确定性的各工况管片环极限变形特征进行计算分析,根据分析结果提出对盾构隧道管片环结构设计及运营期结构安全监测提出建议。 展开更多
关键词 盾构隧道 极限变形特征 接头非线性变形 线性弹簧单元 结构安全监测
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