相似理论有关论文总结

1、采煤机截割破碎理论的相似模拟研究本文利用相似理论对采煤机截割模拟煤壁过程进行了实验，通过控制变量的方法，采用正交实验的手段对采煤机截割比能耗及其影响因素进行了研究，并通过回归分析的方法对结论进行了验证。实验中采用的相似比为1:6，通过改变原料配比获得了三组不同性质的模拟煤壁，选用不同的截割参数分别对模拟煤壁进行了截割测试，并通过实验结果的对比得出关于采煤机截割比能耗的主要影响因素，并进一步探索了煤岩截割破碎理论，是相似理论在实际实验中的典型应用。研究结果表明：进一步提高采谋机牵引速度，将会提高生产能力和降低比能耗；煤体截割破碎不是以某种破坏形式为主体单独作用的结果，而是由拉、压、剪三种破坏形式

2、的均衡综合作用。1 胡德礼,伍维根,靳海水.采煤机截割破碎理论的相似模拟研究J.煤炭学报,1992,17(3):56-64采煤机调高系统模拟加载实验台的研制本文利用相似理论模拟了采煤机调高机构在调高过程中的加载方式，并设计了一套适用于新加载方式的加载实验台，该实验台可编程，能动态连续模拟滚筒各种煤岩介质截割工况，并实现截割介质机械性质的随机变化。试验台的加载原理如下：根据具有记忆截割功能的采煤机在记忆截割人工示教阶段拾取的各工况下的调高油缸压差信号，利用相似理论，计算出与各工况下相对应的加载实验台模拟调高油缸的压差信号，并将此压差信号存储在控制器中，作为模拟调高油缸的压差设定值，即模拟调高油缸

3、的压差信号是给定信号。不同的模拟调高油缸压差设定值对应不同的截割工况；模拟调高油缸压差设定值作用时间不同，对应截割该煤岩介质持续的时间不同。因此，改变模拟调高油缸各给定压差作用时间，相当于改变了各截割介质的赋存情况。所以，通过对模拟调高油缸压差给定值的设计，实现了可编程、连续动态模拟采煤机滚筒各种煤岩介质截割工况、并实现了截割介质机械性质的随机变化。通过试验结果表明，该实验台性能可靠，模拟载荷变化规律与实际截割载荷情况相似，满足采煤机滚筒调高系统的加载要求。2 苏秀平,朱楼坤,李威.采煤机调高系统模拟加载实验台的研制J.机械设计,2015,32(2):83-86采煤机相似模拟设计方法的研究本文

4、介绍了模拟试验的基本理论和试验优化步骤。通过对相似理论与试验优化技术和数理统计相关知识的介绍引入，利用相似理论、试验优化技术和数理统计学相关理论知识建立了采煤机相似模型，应用实验优化技术设计试验方案和处理试验结果，并将基于统计分析的试验结论或回归模型，在相似准则下推广应用到一切相似现象或原型上去。通过对相似模型的正交实验分析与在采煤机模型试验系统上的试验优化，确定了切割阻矩的最优回归方程，得到截割阻矩和截割参数的关系，并对部分国产采煤机的截割阻矩进行了预测和分析。这是相似理论在采煤机研究领域的又一个典型应用，文中的应用方法值得仔细参考和借鉴。3 许步勤,寇子明.采煤机相似模拟设计方法的研究J.

5、山西矿业学院学报,1995,13(2):105-110大型地下洞室群地震模拟振动台试验研究(I)：岩体相似材料配比试验振动台试验可以实时再现真实地震或人工地震作用全过程，是研究工程抗震的一种有效手段。本文结合大型地卜洞室群地震模拟振动台模型试验研究，根据相似原理，利用正交试验和二次细化试验相结合的试验方法，对岩体相似材料进行配比试验。选用铁精粉、重晶石粉和石英砂作为骨料，石膏为胶凝材料，甘油为调节剂。正交试验以相似材料的密度、抗压强度和变形模量为控制指标，通过极差分析得到各影响因素的重要程度，并在此基础上进行二次细化试验，二次细化试验增加测试相似材料的抗拉强度。这种组合试验方法可通过较少的试验

6、次数得到符合相似指标要求的材料配比，大大提高了配比试验的效率。试验得出的相似材料配比与物理力学指标的变化规律及运用组合试验高效确定具体配比的方法，对采煤机相似试验的相似材料模拟具有一定的参考意义。4 刘晓敏,盛谦,陈健,柯文汇,杨继华. 大型地下洞室群地震模拟振动台试验研究(I)：岩体相似材料配比试验J.岩土力学,2015,36(1):83-88挡土墙地震主动土压力的库仑解本文利用相似原理的量纲分析手段获得地震主动土压力库仑解的几何力学相似原理，区别于传统的Mononobe-Okabe法在实际工程中有着广泛应用中仅适用于无黏性土的极限土压力计算，且不能给出土压力分布。基于极限平衡理论，视墙后填

7、土为服从Mohr-Coulomb屈服准则的理想弹塑性材料，假定墙后塑性区的一簇滑移线为直线即平面滑裂面，考虑墙背倾角、地面倾角、土薪聚力和内摩擦角、墙土之问薪结力和外摩擦角、地面均布超载、塑性临界深度以及水平和竖向地震系数等因素的影响，建立较为完善的塑性滑楔分析模型，进而采用极限平衡法求解挡土墙地震主动土压力、滑裂面土反力及其分布，并且通过量纲一化的分析首次提出几何力学相似原理。研究结果表明，总地震主动土压力随水平地震系数代数值的增大而增大；但随竖向地震系数代数值的增大并非总是减小，当水平地震系数较大时，可能出现先减后增的情况。5 彭明祥.挡土墙地震主动土压力的库仑解J.岩石力学与工程学报,2

8、012,31(3):640-648断裂力学的相似边界元法及其应用本文引入了一个新的方法相似边界元法，与相似理论没有关系，但仍然是自己研究领域所关注的问题，即断裂力学与裂纹拓展有限元法的相关理论研究，且论文发表时间较近，具有一定的参考价值，所以引用进来。本文首先对弹性力学的相似边界元法进行了研究，推导了相应的计算公式。与传统的边界元法相比，相似边界元法由于只需在少数单元上进行数值积分，当边界单元数目较多时大大减少了计算量。在此基础上，将相似边界元法应用于断裂力学，对路面断裂力学问题进行了计算，与有限元法的结果比较，说明了本文方法在减少计算量的情况下仍能较好地保证精度。在文章的结尾，利用相似边界元

9、法对路面进行了断裂力学分析，验证了理论的可行性。6 彭妙娟,程玉民.断裂力学的相似边界元法及其应用J.应用力学学报,2007,24(2):294-297断裂力学中的相似方法本文描述了相似理论在断裂力学领域的应用，详细介绍了相似理论的发展过程与科学原理，并给出了作者自身的看法，文章认为不论是材料的断裂强度还是结构的承载能力均存在着明显的“尺度效应”。本文旨在较全面且系统地总结断裂力学中的相似方法、无量纲数及其断裂力学中有关的尺度率，并给出作者自己对某些问题的看法和认识。在文章的结尾指出：量纲分析以及尺度率研究在断裂力学中的应用已经被忽视了很长时间。事实上，不只是断裂构件存在尺度效应，尺度效应是工

10、程中一种重要的现象，例如爆炸容器结构的动载行为和强度研究中一个重要问题就是其尺度效应，也就是不同结构尺寸的爆炸容器具有不同的失效强度，例如研究表明，对于几何和材料相似的爆炸容器，如果其特征尺寸分别为L1和L2的话，则其许用应力之间页满足一定的尺度率。7 赵亚溥.断裂力学中的相似方法J.力学进展,1998,28(3):323-338含充填节理岩体相似材料试件单轴压缩试验及断裂损伤研究本文研究了单轴压缩条件下裂隙含充填与否对节理岩体力学性能的影响。以相似材料模拟脆性岩石材料制作含预置裂隙试件，在刚性试验机上对试件进行单轴压缩试验，研究了裂隙充填与否对节理岩体强度峰值及峰后塑性变形能力的影响;用有限

11、元软件ABAQUS对试件进行断裂及损伤分析，研究了裂隙充填与否对节理岩体应力强度因子及损伤因子的影响。研究表明，在单轴压缩情况下，裂隙中含充填与小含充填相比，裂隙含充填岩体峰值强度提高、峰后塑性变形能力增强、总应变能释放率Gc降低，增大了节理岩体抵抗开裂的能力；裂隙含充填岩体环向拉应力场从分布区域及峰值都小于无充填裂隙试件；在同样外荷载作用下，裂隙含充填岩体损伤度小于无充填岩体。8 张波,李术才,张敦福,李明田,邵冬亮.含充填节理岩体相似材料试件单轴压缩试验及断裂损伤研究J.岩土力学,2012,33(6):1647-1652基于Steiner最小树相似模拟裂纹扩展与能量传播的机理采矿工程中上覆

12、岩层裂纹扩展及其分布规律一直是研究的难点，直接影响井下工作高效开展及安全，对于高瓦斯矿井还涉及到瓦斯抽采效率提高问题。基于Steiner最小树模型建立裂纹拓展与能量传播的关系，指出裂纹的贯通拓展是沿着耗能最小而最快释放能量的路径。并建立相似模型试验中的真实裂隙与数学裂隙模型，将问题定义为约束型的Steiner树问题。覆岩破坏形式遵循基于四点以离层裂隙为主导的模型。进一步开展室内三轴加载试验，表明理论和真实破裂角与赋存深度的关系并不明显。从力学机理上分析，局部岩石的破坏面可以由摩尔库仑准则解释，而从能量角度分析，众多不同岩性破裂面组合而成的路径也是最优路径。最后揭示了岩层移动角公式参数的内在涵义

13、，指出修正公式是煤炭地下开采上覆不同部分岩层裂隙拓展的有机统一，是Steiner最小树原理的直接体现。9 薛东杰,周宏伟,任伟光，栗东平.基于Steiner最小树相似模拟裂纹扩展与能量传播的机理J.煤炭学报,2015,40(3):541-547基于断裂力学理论的诱导缝开裂相似试验模拟为了研究诱导缝在结构模型破坏试验中的开裂相似条件和试验模拟方法，进行了材料的断裂特性实验和力学理论推导。根据结构模型试验的相似性要求和诱导缝的工作原理，原型、模型材料须满足开裂特性和抗剪断强度相似的要求。通过材料的断裂特性试验，获得了考虑尺寸效应的碾压混凝土的断裂韧度值和石膏的断裂韧度与水膏比的关系曲线。在此基础上

14、运用断裂力学理论，分析应力强度因子与断裂韧度之间的关系，推导出诱导缝的开裂特性相似条件和满足开裂条件的诱导缝模型尺寸。试验中选用包裹聚脂薄膜的铜片来模拟诱导缝，按f、c综合效应满足了抗剪断强度相似条件。从而在结构模型试验中实现了诱导缝的开裂相似模拟，并为研究含诱导缝拱坝的开裂和破坏机理提供了依据。10 陈媛,张林,何显松,陈建叶,沈传福.基于断裂力学理论的诱导缝开裂相似试验模拟J. 四川大学学报(工程科学版),2007,39(1):28-32基于相似理论的连续采煤机滚筒参数设计在我国，连续采煤机的滚筒设计一般只考虑滚筒的结构参数对截割阻力、载荷波动、煤岩体积以及工作面粉尘量等情况的影响，而对截

15、割过程中的能量损耗问题考虑得很少。在国外，截割比能耗是衡量滚筒设计优劣的一个重要指标，因为它是影响煤矿生产效益的重要因素之一。由于影响截割比能耗的因素较多，受生产要求和井下工作条件的限制，很难在实际生产中测试各参数对比能耗的影响。本文基于相似理论的模型实验，研究截割比能耗与滚筒结构参数和运动参数之间的关系。基于相似理论，采用矩阵转换法，推导出模型实验的相似准则，以显著影响比能耗的滚筒参数为参变量，用单因素实验法获取实验数据；采用回归分析法，获得影响比能耗的滚筒参数模型。实验表明：该模型能够较全面地反映滚筒结构参数和运动参数对比能耗的影响关系，为连续采煤机滚筒设计提供了理论依据。11 麻晓红,于

16、信伟.基于相似理论的连续采煤机滚筒参数设计J.黑龙江科技学院学报,2008,18(2):111-113基于相似原理和CAE软件某齿轮的预制分析齿轮的预制坯工艺对其成形质量有着至关重要的影响。预制坯与终锻件的形状有着重要的关联，直接影响着终锻时金属塑性变形的特点。齿轮的终锻成形过程是体积成形的过程，其金属的流动特征都遵循最小阻力定理。目前，国内外关于齿轮的预制坯，关于电场等势线的研究很少。本文在分析了电场电流流动特征的基础上，提出了采用静电场来近似的模拟齿轮预制坯的成形过程，并借助ANSYS与DEFORM-3D软件完成相关的数值模拟分析。基于相似原理，采用静电场模拟齿轮预制成形过程，并选取了等势

17、线电压为0.1v,0.2v和0.3V的3条电势线作为齿轮预制坯3种不同的方案，借助CAE软件对3种不同预制坯形状进行了模拟分析，通过模拟分析与实验研究比较成形载荷的大小及最终充填情况，最终确定了选择等势线为0.2V时为齿轮的最佳齿轮预制坯形状。12 彭二宝,史亚贝.基于相似原理和CAE软件某齿轮的预制分析J.铸造技术,2014,35(10):2404-2406裂纹梁的相似特性及模型误差分析 近年来，结构的健康监测越来越受到人们的重视。大量长期使用的大型设备、建筑设施随着时间的增长，逐渐进入老化阶段，运行的风险越来越大，迫切需要加强结构健康监测的研究。利用结构模态参数变化进行结构健康监测的方法，

18、由于具有信号易于提取，探测器可以安装在人们不易接近的结构部位，操作简单、快捷、经济，使用安全，可以最大程度地减少人的介入，易于实现检测自动化，适用于运行状态下的在线检测等优点，因而受到机械、航空、建筑等多个领域的广泛重视。固有频率是构造损伤识别指标的常用物理量，它对损伤的敏感性有些低，易受模型误差的干扰。文中应用相似原理，分析得到裂纹梁的动力相似准则，由此找出可引起无量纲固有频率类损伤识别指标变化的相关物理量，有限元仿真结果验证了理论推导的结论。使用这类损伤识别指标的损伤检测方法，在建立精确有限元模型时，可以忽略不影响损伤识别结果的物理量，降低建模难度，实用性强。文中还分析模型误差对无量纲固有

19、频率类损伤识别指标的影响规律。13 吴宁祥,谢里阳,吴克勤,由美雁.裂纹梁的相似特性及模型误差分析J.机械强度, 2006,28(4):570-573涡街流量计雷诺数相似原理的验证分析涡街流量计是一种利用流体振动原理来进行流量测量的振动式流量计，在一定雷诺数范围内输出频率信号不受流体物性(密度、粘度)和组分的影响，可直接输出数字脉冲信号。与涡街流量计联系很密切的参数之一是雷诺数，雷诺数是一种可用来表征流体流动情况的无量纲数，外部条件几何相似时(几何相似的管子，流体流过几何相似的物体等)，若它们的雷诺数相等，则流体流动状态也是几何相似的。这一相似规律正是流量测量节流装置标准化的基础。流量计检定工

20、作是在实验室标准装置下完成的，涡街流量计的一个重要参数是雷诺数，其变化对涡街流量计检定结果能产生一定的影响、对涡街流量计测量特性做了简要介绍，采用现场实验的方法，通过在型式评价实验室标准装置对仪表k系数标定的对比，对涡街流量计在不同介质、不同温度下雷诺数相似原理的体现进行了分析，检测结果表明，外部条件儿何相似时，若涡街流量计的雷诺数相等，则其流体流动状态也儿何相似。14 高润冬,刘辰魁,李少领,王娟.涡街流量计雷诺数相似原理的验证分析J.煤炭与化工,2012,36(7):77-79相似理论及其在模拟试验中的应用试验是指导人们认识世界，改造世界必不可少的手段。然而，并不是每个试验都可以或者方便用

21、实体来进行。而用模型进行模拟试验能方便、有效、低成本的对现象进行研究，解决问题。而且用模型模拟试验还可以预测未创造出来的实物对象。模型模拟试验是以相似理论为基础，通过合理的建立模型，运用模型进行试验的。相似理论是模型模拟试验的基础。从相似理论出现、1848年相似第一定理、1914年相似第二定理、1930年相似第三定理的建立到现在，相似理论得到了不断的发展，日臻完善。相似理论为人类科学的进步作出了巨大贡献。相似最初仅仅是指几何相似，最后逐渐被推广到各种物理量的相似。本文结合库仑准则对相似理论的基本原理进行了简要的阐述，应用相似理论计算得到了散体流动中的强度相似条件。15 仵锋锋,曹平,万琳辉.相

22、似理论及其在模拟试验中的应用J.采矿技术,2007,7(4):64-65相似理论在疲劳强度校核中的应用用标准试样(光滑小试样)在通用试验机上进行疲劳强度试验，虽因其试样结构简单、造价低廉而被广泛采用，但由于试样的几何形状、尺寸大小、表面加工质量以及服役条件等都与实际零部件原形差异较大，往往不能准确表征实际零部件的疲劳特性指标而造成试验误差。直接对实际零部件，特别是一些重要零部件如汽车曲轴等进行疲劳强度校核，因其更接近实际工作条件，试验结果往往较为精确，因而零部件疲劳试验目前仍占有相当重要的地位。但实际零件进行疲劳强度试验，要消耗大量的零部件样品，且不同的零部件设计方案需制作不同结构的样品，这不

23、仅使试验耗费增加，有时还因被测零部件的尺寸、结构以及承载条件等原因，要对实验设备提出一些特殊要求以模拟实际工作条件，从而大大增加了试验工作的难度。针对上述问题，文中提出运用相似理论，模化设计疲劳强度试验，较好的解决了常规试验误差较大和实际零部件试验耗费太高的问题，并借助实例给出了确定试验载荷的理论依据、具体方法和实施步骤。16 陈国华.相似理论在疲劳强度校核中的应用J.现代机械,1996,2:37-38相似原理及因次分析法化工过程中，常会遇到某些复杂问题，工程技术中采用的解决途径是通过实验建立经验关联式。进行实验时，要求每次只改变一个变量，而将其它变量固定。若牵涉的变量很多，工作量必然很大，而

24、且将实验结果关联成便于应用的公式也很困难。利用因次分析法或相似原理既可减轻上述困难，并使实验和关联工作都能简化。近年来，在化工原理教学中，一般都应用因次分析法导出直管中的摩擦阻力因素入，对流传热系数，以及传质膜系数kG的关联式。但传统的相似原理对进一步理解某些问题的本质、处理实验研究中的某些问题是一种有力的工具，本文将介绍两种方法的基本原理并结合实例加以比较。文章最后得出的结论为：应用相似理论获得相似准数的方法，是从描述现象特征的微分方程式出发的，因而准数常具有确定的物理意义，而且在推导中不易因遗漏了某些物理量而得出不正确的结论。然后，实际遇到的有些过程过于复杂，以致无法用分析的方法列出描述过

25、程的微分方程时，就无法用相似理论来获得准数。只能借助因次分析法来求得准数。17 黄慧.相似原理及因次分析法J.丹东师专学报,2000,22(3):49-50新型地质力学模型试验相似材料的研制地质力学模型试验是根据一定的相似原理对特定工程地质问题进行缩尺研究的一种方法，主要用来研究各种建筑物及其地基、高边坡、地下洞室等结构在外荷载作用下的变形形态、稳定安全度和破场、机制等。这些模型可定性或定量地反映天然岩体受力特性和与之相联系的建筑物的相互影响，可与数学模型相互验证。尤其重要的是它可以比较全面真实地模拟复杂的地质构造，发现一些新的力学现象和规律，为建立新的理论和数学模型提供依据。正确选择相似材料是能否正确模拟工程原型的关键。在调研相似材料研究现状的基础上，分析相似材料选择与组介的原则。借鉴前人的经验，通过大量的配比试验，研制出一种新型的相似材料铁晶砂胶结料(IBSCM) ,这种材料用铁精粉、重晶石粉、石英砂作为骨料，松香、酒精溶液作为胶结剂，石膏作为调节剂混介而成。材料力学试验表明，新材料具有容重高、抗压强度与弹性模量低、性能稳定、易于购买，价格便宜、易十燥、易于加工堆砌以及可重复使用的特点，可模拟范围较广的岩体材料，是一种比较理想的地质力学模型相似材料。18 王汉鹏,李术才,张强勇,李勇,郭小红.新型地质力学模型试验相似材