一种基于指定应力的斜拉桥成桥索力调整方法

为解决斜拉桥成桥阶段的索力快速调整问题,提出了一种基于指定应力的索力调整方法。对每根拉索单元引入非弹性收缩量,与常规节点位移一起组成拉索单元的基本未知量。在拉索单元的平衡方程中,与非弹性收缩量对应的右端项为拉索的索力。在全桥的有限元平衡方程中,各拉索的索力成为与相应拉索的非弹性收缩量对应的右端项,从而得到以常规节点位移和拉索非弹性收缩量为广义位移向量、以常规节点荷载和拉索的索力为广义荷载向量的有限元平衡方程。利用含非弹性收缩量的斜拉桥全桥有限元平衡方程,可实现在指定全部索力的情况下,一次求解整体平衡方程得到各拉索与目标索力对应的非弹性收缩量,减去拉索的初始非弹性收缩量即为调索量,使得全部拉索可从原始索力精确地达到目标索力。为解决实际施工中只调整部分索力满足全桥索力要求的问题,提出了以部分拉索的非弹性收缩量为优化变量、以全部拉索的索力差为目标函数的优化模型,推导了相应的计算公式。用C++语言编制了一个有限元软件用于全桥调索计算,输出总刚矩阵,在Matlab软件中利用fminimax函数进行了部分调索的优化分析。算例演示了全桥调索算法和部分调索算法的可行性和有效性。     

小西湖矮塔斜拉桥拉索初张力优化

在斜拉桥索力影响矩阵的基础上,以结构应变能最小为目标函数,建立了矮塔斜拉桥索力优化模型,并结合兰州小西湖黄河大桥进行索力优化分析,得出了一些具有一定参考价值的结论。     

独塔斜拉桥基于影响矩阵的索力优化

为研究大跨独塔斜拉桥索力优化方法,以某已建独塔斜拉桥为研究背景,建立其有限元模型以进行相关计算分析.首先介绍了索力优化的一般方法以及基于影响矩阵的索力优化的相关定义.对结构输入索力初值后,并施加一定的约束条件,利用影响矩阵对索力进行调整计算.计算结果表明:利用此种方法可以在满足预设约束条件下方便地得到多组索力优化结果.优化结果亦能根据实际需要进行再优化.通过简单的延伸,此法还能应用在梁式桥预应力优化以及吊杆拱桥吊杆力优化等更为广泛的工程实践中.     

影响矩阵法在大跨径斜拉桥二次调索中的应用

由于斜拉桥成桥索力与目标索力可能存在一定偏差,利用影响矩阵法对某大跨径斜拉桥成桥后索力偏差进行调整,确保其索力满足规范及设计要求。提出以锚杯拔出量作为调索主控制参数,提高索力调整精度的同时,解决了传统以索力为主控参数的调索方法所要求的必须在温度恒定状态下实施的苛刻限制,使索力调整可在白天进行,提高了工作效率。通过索力调整实现了索力优化目的,且对结构线形和应力影响很小,达到了预期效果。     

军都山斜拉渡槽换索施工控制及调索分析

以军都山斜拉渡槽为工程背景,介绍斜拉索换索施工监控基本内容。以换索前后槽面标高基本保持不变为目标,研究换索后的索力调整,并分析了调索过程出现问题的主要原因。该文重点对索力调整方法进行讨论,通过建立索力的影响矩阵,进行了拉索索力增量与槽面位移关系及对其他索力影响的灵敏度分析,确定了需要调整的斜拉索及其索力大小。     

三索面斜拉桥成桥索力优化分析

对三索面三片桁架主梁新结构而言,索力优化时不仅要考虑纵向结构受力和线形,而且要考虑横向结构变形及索力的分配,合理确定成桥状态下三个索面的索力是一项十分重要而繁杂的工作.该文结合在建的天兴洲大桥,先用ANSYS建立平面模型提取影响矩阵等数据,利用lstOpt软件的独特算法求得满足结构总体线形和受力要求的纵向最优索力值;再利用这组索力,在空间模型的基础上,按照不同的目标,运用影响矩阵法对三面索索力进行调值,得出索力横向分配结果,方法简单、有效.     

特大跨系杆钢拱桥成桥状态与吊杆张拉力优化分析

特大跨异型系杆钢拱桥的成桥状态确定至关重要。采用基于影响矩阵的综合方法确定合理成桥索力,该方法考虑了系杆拱桥各吊杆间受力的相互影响;并采用Ansys Workbench有限元程序,建立了杭州市运河二通道358m大跨度异型钢拱桥有限元模型,通过结合刚性吊杆法和自动调索法确定吊杆的合理张拉力。以合理成桥索力为目标索力,采用影响矩阵法确定有应力状态下吊杆的施工张拉力,索力调整后与目标索力进行对比,误差控制在3%以内,达到了索力优化调整的目标。     

确定斜拉桥索力调整的实用计算方法

介绍了用步进法计算斜拉桥成桥后索力调整计算方法,该方法利用现有的结构分析程序进行正装迭代计算即可得到满足精度要求的索力,该方法与常用的基于影响矩阵的成桥索力调整方法相比不仅可以考虑混凝土的收缩徐变、非线性等因素的影响,而且避免了大型影响矩阵的计算,通过实例分析证明有一定的试用价值。     

确定斜拉桥索力调整的实用计算方法

介绍了用步进法计算斜拉桥成桥后索力调整计算方法,该方法利用现有的结构分析程序进行正装迭代计算即可得到满足精度要求的索力,该方法与常用的基于影响矩阵的成桥索力调整方法相比不仅可以考虑混凝土的收缩徐变、非线性等因素的影响,而且避免了大型影响矩阵的计算,通过实例分析证明有一定的试用价值。     

基于索梁组合结构的悬索桥锚跨段索力修正算法

在悬索桥锚跨段索力测试中,传统的振弦法将锚跨段索振动看作为理想弦振动,忽略了锚跨段拉杆的抗弯刚度,带来了较大的索力测量计算结果误差。为了求解更加精确的锚跨段索力值,保证悬索桥主缆索力监控的精确性、成桥阶段主缆线型的准确性和吊索索力的均匀分布,通过分析索梁组合结构模型,建立了锚跨拉杆与锚跨主缆的索梁组合力学模型,运用主缆振动频率的索力计算方法,运用Hamilton变分原理推导提出悬索桥锚跨段,锚跨拉杆与锚跨主缆的索梁组合结构的索力修正算法。分析了锚跨拉杆与索连接处的边界条件问题,保持索梁连接处为铰接状态,不改变边界条件的物理属性。基于Mathematica数学计算软件上,设计求解程序并求解索梁组合结构振动矩阵方程,得出对应索梁组合结构频率的索力值的数值解。通过对比分析数据理论计算、有限元分析软件及恩施水布垭清江特大悬索桥实际工程实例测量结果,来验证考虑悬索桥锚跨段拉杆的抗弯刚度修正算法的合理性。研究结果表明:相对于传统的索力测试简化算法,运用索梁组合结构推导的锚跨段索力计算公式,可以更准确地表达索力、锚跨拉杆抗弯刚度和索力基频之间的关系,进而减小因为拉杆抗弯刚度所带来的索力计算结果的误差,得到更加符合实际主缆张拉状态的索力值。     

不锈钢铣削力的试验研究

采用多因素正交试验法进行了不锈钢铣削试验,通过测力系统测量了铸造不锈钢倾斜面球头刀铣削的铣削力,得出了预测铸造不锈钢CrlM18Ti9的铣削力经验公式,并验证了公式的有效性.应用该公式可以提前对选定铣削参数的铣削力进行估计,避免了铣削力过大引起的刀齿损坏.有关分析结果对铣刀的设计及不锈钢铣削参数的优化选择有一定的参考价值.     

竖向荷载作用下曲线梁桥约束反力特性分析

为分析竖向荷载作用下曲线梁桥约束反力的特性,以力法方程、三弯矩方程为基础,推演单跨曲线梁桥和连续曲线梁桥的约束反力(扭矩)表达式,并采用推导出的表达式和有限元程序PCBP分别对某六跨连续曲线梁桥的内力与约束反力进行计算分析。分析结果表明:在点支承抗扭约束条件下,受竖向荷载作用的单跨曲线梁桥,其曲线内侧的约束反力小于曲线外侧的;受竖向荷载作用的连续曲线梁桥,梁端曲线内侧的约束反力小于曲线外侧的,而在中间支承处会出现曲线内侧的约束反力大于曲线外侧的现象。     

制动力分配优化设计研究

汽车整车制动力在各轴间的合理分配对制动稳定性起重要作用,GB12676附录.A对轴间制动力有严格的公式要求,针对相关公式进行优化分析,得到最佳制动力分配数学模型,列举具体实例计算分析,计算结果符合法规要求。在设计时运用最佳的制动力分配模型,可有效提高制动性能,简化制动系统,节约成本。     

使用非线性粘滞阻尼器的桥梁在地震反应中的响应分析

通过对粘滞阻尼器的非线性力学特性及工作机理进行分析,建立了桥梁使用液体粘滞阻尼器的地震反应分析模型及方程,提出了引入直接积分法的阻尼非线性在桥梁地震瞬态反应分析中的数值求解方法,对这种装置的减震性能进行了研究。使用该非线性动态时程分析方法编制的程序对使用粘滞阻尼器的吉林某特大桥进行地震反应分析,探讨了使用新型结构保护装置对连续箱梁桥地震响应的影响。结果表明,液体粘滞阻尼器可以控制主梁和非刚结墩之间传递的水平推力,可以减小刚结墩上的内力,同时也增大非刚结墩的内力。该计算方法对非线性阻尼分析有效,使用液体粘滞阻尼器可以有效减小结构地震力。     

发动机制动工况下汽车制动器摩擦性能分析

建立了基于恒速制动车辆纵向力平衡方程、制动器耗散功率及其温度变化微分方程、管路压力调节等子模型的恒速长下坡汽车制动器摩擦性能分析系统.以两轴中型汽车为例,对前后制动器在不同挡位发动机制动时的温度、制动副摩擦因数、制动力分配及管路压力变化进行了计算.结果表明,在不影响车速情况下,合理使用各挡发动机制动可改善汽车前、后制动器热负荷,减小或避免制动摩擦力矩热衰退,保证汽车下长坡安全行驶.     

无应力状态法在钢绞线斜拉索施工中的应用

针对平行钢绞线斜拉索施工过程中的索力控制问题,提出采用无应力状态法理论确定单根斜拉索中每根钢绞线挂设初张力的方法.基于无应力状态法理论与悬链线索元理论建立斜拉索无应力索长与张拉力的关系式,以各次钢绞线挂设完成为平衡状态进行力学分析,建立求解单根钢绞线张拉力的非线性方程组,采用MATLAB编程,运用最速下降法迭代得到非线性方程组的数值解.以武汉某大桥正桥为例,对其中跨22号斜拉索中单根钢绞线张拉力进行求解,结果表明所推导的方法是准确和有效的.     

Dynamic Friction Models for Road/Tire Longitudinal Interaction

Summary In this paper we derive a new dynamic friction force model for the longitudinal road/tire interaction for wheeled ground vehicles. The model is based on a dynamic friction model developed previously for contact-point friction problems, called the LuGre model. By assuming a contact patch between the tire and the ground we develop a partial differential equation for the distribution of the friction force along the patch. An ordinary differential equation (the lumped model) for the friction force is developed, based on the patch boundary conditions and the normal force distribution along the contact patch. This lumped model is derived to approximate closely the distributed friction model. Contrary to common static friction/slip maps, it is shown that this new dynamic friction model is able to capture accurately the transient behaviour of the friction force observed during transitions between braking and acceleration. A velocity-dependent, steady-state expression of the friction force versus the slip coefficient is also developed that allows easy tuning of the model parameters by comparison with steady-state experimental data. Experimental results validate the accuracy of the new tire friction model in predicting the friction force during transient vehicle motion. It is expected that this new model will be very helpful for tire friction modeling as well as for anti-lock braking (ABS) and traction control design.     

Dynamic Friction Models for Road/Tire Longitudinal Interaction

Summary In this paper we derive a new dynamic friction force model for the longitudinal road/tire interaction for wheeled ground vehicles. The model is based on a dynamic friction model developed previously for contact-point friction problems, called the LuGre model. By assuming a contact patch between the tire and the ground we develop a partial differential equation for the distribution of the friction force along the patch. An ordinary differential equation (the lumped model) for the friction force is developed, based on the patch boundary conditions and the normal force distribution along the contact patch. This lumped model is derived to approximate closely the distributed friction model. Contrary to common static friction/slip maps, it is shown that this new dynamic friction model is able to capture accurately the transient behaviour of the friction force observed during transitions between braking and acceleration. A velocity-dependent, steady-state expression of the friction force versus the slip coefficient is also developed that allows easy tuning of the model parameters by comparison with steady-state experimental data. Experimental results validate the accuracy of the new tire friction model in predicting the friction force during transient vehicle motion. It is expected that this new model will be very helpful for tire friction modeling as well as for anti-lock braking (ABS) and traction control design.     

下滑力分布模式对抗滑桩受力特性的影响分析

为了研究下滑力分布模式不同对抗滑桩内力和位移的影响，基于桩体平衡微分方程和差分解法编制的抗滑桩计算程序，分析了下滑力分别为三角形、矩形、梯形分布模式下对抗滑桩的受力特性的影响。计算结果表明:三角形分布引起的桩体位移和内力远小于矩形分布的情形，梯形分布则介于三角形与矩形分布之间。     

T-car后桥台架疲劳试验研究

采用台架疲劳试验模拟了T-car后桥在道路试验中的受力状态。通过对T-car后桥进行的总成扭转试验、总成单侧侧向力试验和总成单侧纵向力试验,测得了各测点在疲劳循环中的应变幅、主应变幅度,并采用Coffin-M anson公式估算了寿命。试验表明,台架疲劳试验能反映路试时的疲劳损伤,根据T-car后桥用钢的应变疲劳性能估算得到的疲劳寿命与实际路试结果相符。