最低能量原理在高中物理中的应用举例

最低能量原理是自然界中最普遍的规律之一,物理学中很多现象都可以用它来解释,让高中生了解相关知识可以帮助他们更深刻地理解物理学和自然界。本文首先介绍了最低能量原理的概念和普遍性,然后通过对三道精选物理问题的分析解答,讨论了在物理课堂上向学生传授相关知识的方法。     

基于锚链状态监测的锚泊安全评估

针对锚泊船在强风中容易走锚的情况，提出了根据锚泊船锚链受力状况，对锚泊状态做出分析的一种安全评估方法．对锚链的监测主要是观测锚链在锚链筒处与铅垂线的夹角，据此可以估算出锚泊船所受到的外力大小．然后将外力与锚泊力进行比较，从而可以判断出锚泊船是否处于安全状态．     

用旋量零标架方法导出球对称动态黑洞时空中Dirac粒子的能级

用旋量零标架方法对球对称动态黑洞时空中旋量粒子的Dirac方程分离变量，并退耦为普通微分方程组，从所获得的径向方程和角向方程出发，进一步导出了Dirac粒子的能级方程．得到了粒子的能量分布不仅与粒子的质量、自旋量子数、角量子数、磁量子数有关，还与黑洞周围的时空结构及视界的变化有关．     

旋量与张量、旋标架与零标架的对比研究

严格证明了关于零矢量、零标架、旋量及旋标架的11个性质，对旋量与张量、旋标架与零标架进行了比较研究，表明旋量对于研究黑洞的零曲面性质是比张量更为优越的工具．     

部分斜拉桥混凝土脊骨梁受力机理与结构优化

长山大桥为主跨260m的双索面预应力混凝土部分斜拉桥,跨度为同类型桥梁之最.为保证双索面布置的主梁受力可靠,基于索梁传力机理提出了一种具有稳定三角边箱室的主梁结构形式——脊骨梁,并优化分析确定了多向混合预应力配束尤其是主梁下缘"弓形"预应力束的布置方案,以及在三角边箱室设置加劲肋以替代横隔板的横向传力构造.通过建立全桥有限元模型进行数值模拟分析计算,结果表明,在最不利状态下全桥应力、挠度远低于规范限值,剪力滞现象得到明显改善,横向受力更为均匀、合理.     

离合器分离杠杆受力研究

传统上认为：只要离合器分离杠杆的质心在过分离杠杆销轴轴线的平面内，当离合器旋转时，分离杠杆将不产生绕其转轴转动的力矩：若质心偏向哪一侧，则将产生向该侧转动的力矩。本文证明该观点是错误的，同时对分离杠杆进行了受力分析。并以泰山…650拖拉机为例进行了讨论。     

动态风载荷下交叉跨越线路连接金具受力特性

为提高交叉跨越线路的安全运行水平,以某220 kV交叉跨越线路作为研究对象,利用线性滤波法模拟大风工况和正常工况下的脉动风速时程曲线,对交叉跨越线路有限元模型进行动态分析计算,然后重点对金具的受力状态进行对比分析,找到易损位置,并提出相应的改进措施。结果表明:悬垂串球头挂环连接处受到的应力最大;两种工况下应力与许用应力的比值分别为0.35和0.44,和现场实测断裂位置吻合,需要重点注意;在球头和直棒连接处加厚,安全系数由1.5提高到1.6,可有效降低金具破坏风险。     

某方钢管混凝土柱钢梁节点非线性有限元分析

选择合理的单元类型、材料本构关系,利用非线性有限元分析程序ABAQUS对内隔板外伸式钢管混凝土柱-钢梁节点进行了三维有限元分析,在试验研究的基础上进一步探讨了节点的受力性能和传力机理.分析结果表明,该类节点传力路径清晰,有较好的强度和刚度,满足"强节点,弱构件"的抗震设计原则;建立的三维有限元模型能够比较准确地模拟节点的实际工作状态.     

衔架钢筋混凝土材料受力性能研究

为探讨带衔架钢筋混凝土材料的受力性能,设计了4组试验,现场预制4个混凝土构件,通过对4个构件的荷载-挠度试验、混凝土荷载-应变、下弦钢筋荷载-应变曲线对比分析,结果表明:1)在一定范围内,随施工荷载的增加,4个试件(S_1、S_2、S_3、S_4)的挠度呈线性规律增加,随后随荷载的继续增大构件裂缝逐渐增多,S_1、S_2、S_3、S_4构件彻底断了时施加的荷载分别为93.5 kN、113.8 kN、95.4 kN和107.2 kN,所对应的挠度分别为31.4 mm、41.5 mm、42.3 mm、45.1 mm;2)4个试件的挠度由0增至30 mm时,所需的荷载急剧增大,随后增大幅度有所减小;3)4个试件的应变均是随荷载增大逐渐减小,当荷载为0时应变也为0,随后几乎都是呈指数形式变化;4)S_1和S_2试件下弦钢筋的荷载为50 kN左右时,衔架钢筋完成了塑性状态到弹塑性状态的变化,当荷载为95 kN时又由弹塑性状态转变为塑性状态;S_3和S_4试件下弦钢筋在2种状态变化对应的荷载值分别37.5 kN和85 kN。     

疲劳强度模糊可靠性分析方法及应用

针对模糊因素对工程结构可靠性分析的影响,本文在前人研究的基础上,将应力视为服从某种分布的随机变量,将强度视为具有某种连续型隶属函数的模糊变量,提出了机械强度分析的半随机、半模糊应力－强度干涉模型,并依据疲劳强度计算的Gerber方程及模糊数运算规则,讨论了工程结构疲劳强度模糊可靠度的计算方法。通过工程应用的具体实例,说明该模糊可靠度的计算方法,具有简便实用的特点。