结构参数变化对提梁机结构动力特性的影响分析

针对提梁机动力特性研究不够深入,对提梁机安全性影响不够系统的问题,采用数值仿真的方法,以MG450-38型提梁机为研究对象进行动力特性分析,分析表明,荷载、边界条件和支腿高度等变化对动力特性的影响显著,提梁机的动力分析应结合实际作业工况对结构参数综合考虑,以判断结构振动的不稳定因素,从避免共振的角度确定起重机部件参数以提高结构的安全可靠性。     

寒区隧道衬砌结构可靠性分析

为了研究寒区隧道在运营阶段衬砌结构的可靠性,考虑到冻胀力、围岩压力和结构自重应力对围岩衬砌结构的影响,以昆仑山寒区隧道工程为背景,采用ANSYS中的PDS(概率设计)模块和蒙特卡洛拉丁超立方抽样方法,对影响寒区隧道衬砌结构可靠性的主要因素以及保证隧道结构安全的可靠性指标进行研究。结果表明:基于ANSYS数值模拟,通过研究冻土围岩温度场和应力场的耦合结果,得到冻胀对衬砌结构产生的最不利的位置;以概率论和数理统计相结合的方式,对衬砌结构最不利位置的可靠性进行定性和定量的分析,得到衬砌结构的可靠性指标;蒙特卡洛法中的拉丁超立方抽样提高了抽样概率的精确性,概率设计的敏感性和设计变量之间的散点图分析,有利于确定影响衬砌结构可靠性的主控因素,进而针对可控因素采取措施,以此提高衬砌结构的可靠性。     

含水率对昔格达地层大断面隧道初期支护安全性影响研究

昔格达地层具有水稳性差、易崩解等特点,常常引发隧道初期支护结构开裂、围岩掉块、坍塌冒顶等灾变事故。为了研究围岩含水率对昔格达地层大断面隧道初期支护安全性的影响规律并及时预防灾变事故,以成昆铁路复线桐梓林隧道为工程依托,通过数值模拟对比分析5种典型围岩含水率下隧道初期支护结构的受力特性和变形规律,根据相关规范规定的洞周变形标准和结构强度安全系数标准界定现有支护参数所能够维持的围岩含水率阈值为29%,并为超过此围岩含水率阈值的隧道支护参数提出优化方案。通过现场监控量测数据验证数值模拟计算结果的可靠性和合理性,研究成果不仅完善了昔格达地层大断面隧道设计参数,同时为类似工程提供借鉴和参考。     

薄壁圆柱在轴向冲击力作用下的动力学响应

利用有限元软件ABAQUS分析了钢和铝合金薄壁圆柱在轴向冲击力作用下的动力学响应。在相同的参数条件和初边值条件下,通过与相关文献的数值结果对比验证了所取参数的正确性和可靠性。讨论了不同碰撞速度,不同质量比,不同边界条件对平均作用力,塑性铰的形状和个数的影响。数值实验表明,随着碰撞速度的提高,平均作用力会相应增大,撞击薄壁结构的刚性质量块和薄壁结构的质量比对平均作用力没有影响。薄壁结构吸收的能量和薄壁结构本身的几何特性和材料特性将决定变形后塑性铰的个数。     

铁道车辆转向架构架可靠性参数灵敏度分析

运用概率分析方法建立某转向架构架的参数化有限元模型。选取构架的材料属性、几何参数和载荷等作为随机变量,通过统计分析得到其分布参数。用构架母材和焊缝部位疲劳薄弱处的最大主应力和其许用疲劳强度建立疲劳强度可靠性失效状态函数。基于蒙特卡罗数值模拟方法,计算转向架构架的可靠度及参数灵敏度。分析结果表明:在所选择的随机变量中,空气弹簧部位的载荷变量和材料的许用疲劳强度变量对构架的疲劳强度可靠性影响较灵敏,而板厚变量和局部的载荷变量对构架的疲劳强度可靠性影响不显著。提出了转向架构架可靠性优化设计的建议。     

轨道结构参数对其声辐射特性影响

建立轨道有限元-边界元振动声辐射模型。用三维实体有限元模型模拟钢轨、轨下垫层、轨枕和道床,以轮轨联合粗糙度作为激励源,并考虑接触滤波的影响。采用有限元法计算轨道结构的系统响应,以轨道结构速度响应作为输入,利用声学边界元法计算轨道结构的声辐射。分析比较本文模型和已有轨道声辐射模型的数值结果表明:在中低频区域内,二者具有较好的一致性;在高频区域,本文模型数值结果更加合理。本文讨论轨道结构参数对轨道系统声辐射影响,结果表明:不同轨道参数对轨道结构声辐射影响程度不同。通过对轨道结构系统参数优化设置,可达到减振降噪效果。     

水泥混凝土路面温度应力回归计算分析

针对现有水泥混凝土路面结构温度应力的计算方法不完善,对现行规范中通用设计方法进行了数值回归分析,建立了温度翘曲应力系数和温度应力系数的经验公式,公式中首次引入的计算参数a,b能反映温度翘曲应力和温度内应力的变化。基于此建立起了路面结构温度应力经验计算公式,并对其进行了可靠性分析,分析结果与规范相吻合且能满足工程需要。结合路面铺筑施工温度,计算路面铺筑的临界温度和路面发生初始翘曲和胀缩时的临界温度,分析了路面结构温度应力的各个影响因素对温度应力的影响,为路面铺筑施工温度的控制提供参考。     

幕架式暗挖施工的数值模拟及分析

针对传统管幕法不适应于大断面多层地下空间开发的问题,结合管幕和顺作临时支护法优势,研发一种幕架式暗挖施工方法和支护结构。为了模拟和分析幕架式暗挖施工过程的可靠性,提出与其相适应的数值模拟方法。以城市大型地下停车库综合地下空间开发为案例,进行幕架式暗挖施工参数的设计,并通过三维数值模拟对施工参数进行优化以及对其可行性进行分析与评估。计算结果分析表明:所设计的幕架式暗挖施工参数安全可靠,并给出施工和监测建议。所提出的方法可应用于软土地区中心城区既有建筑设施下方大断面多层地下空间的开发以及既有地下空间的水平网络化连通。     

关于轨道交通声屏障结构优化的仿真分析

采用有限元—无限元耦合法,依据有关文献的声屏障模型进行有限元建模,验证基于有限元—无限元耦合法的Actran软件计算声屏障插入损失。在通过试验验证无声屏障时路基线路模型可靠性的基础上,进而对表面带有凸起的声屏障结构进行数值仿真计算分析;研究表面带有圆形凸起和表面带有三角形凸起的声屏障结构的扩散体宽度、间距及突出高度分别对其降噪效果的影响,并优化其各自结构参数,为设计效果达标、结构合理和外形美观的声屏障提供理论依据。     

基于围岩力学参数反演的隧道结构受力分析

本文以重庆摩天岭隧道为例,采用正交数值试验,获得了神经网络的训练样本,并结合现场监控数据反演了围岩物理力学参数,最后根据反演结果对隧道结构受力进行了分析。研究结果表明:在规范规定的同种围岩级别力学参数范围内取值得到的数值模拟结果相差甚大;采用正交试验、现场监控量测与BP神经网络结合的手段反演结果较好,得到的力学参数能较好地反映隧道的实际受力状况;隧道衬砌为受压控制,支护结构处于安全状态,原设计合理。     

轨道结构参数对钢轨和轨枕振动特性的影响

建立轨道结构三维实体有限元模型,同时考虑钢轨、轨下垫层、轨枕和道床,并与已有轨道结构振动模型的数值结果进行比较。结果表明,本文模型的数值结果在高频部分较合理,能够反映轨道结构高频振动特性。分析不同轨道结构参数对钢轨和轨枕振动特性的影响,这些轨道结构参数主要包括钢轨材料损失因子和钢轨质量、轨下垫层损失因子和垂向刚度、轨枕质量和损失因子、道床的刚度与阻尼特性等。分析结果表明,轨道结构参数的改变对钢轨和轨枕在不同频域范围影响不同,通过合理的轨道结构系统参数优化设置,可达到减振降噪效果。相关计算和分析结果可为低噪声轨道的设计提供依据与参考。     

深基坑桩锚支护体系的优化方案

以北京北土城东路站基坑为工程背景，对不同锚索长度、锚索打设角度和初锚力条件下的深基坑桩锚支护体系进行数值模拟计算，分析不同锚索参数对桩体结构的变形特征影响规律，给出了锚索的优化设计参数，并基于优化后的锚素参数，探究深基坑桩锚支护体系的受力和变形机理。     

盆式橡胶支座与垫石组合的接触有限元分析

以高速铁路桥梁支座和垫石为工程背景,详细介绍盆式橡胶支座的构造与垫石的布筋,运用ANSYS程序对支座下钢盆与钢筋混凝土垫石间的受力性能进行非线性有限元数值分析,对结构数值模拟中单元的选取、材料的定义,有限元建模过程及支座与垫石之间接触摩擦等关键技术进行系统分析。研究在载荷作用下支座垫石组合各个构件的受力性能,并以单支座垫石为例,探讨不同支座底板厚度、不同垫石高度对两者组合结构的应力状态和变形的影响。研究结果表明:有限元分析能很好地模拟支座垫石组合的实际受力性能;主要设计参数的变化会对支座-垫石组合的受力产生相应影响。研究成果能为桥梁工程应用提供参考。     

基于模态参数和神经网络的桥梁损伤识别方法

由于人工神经网络具有强大的模式识别能力,近年来被广泛用于结构的损伤识别.神经网络输入参数的选择直接影响损伤识别的效果,利用结构振动模态分析理论,验证了结构损伤前后的模态柔度差和模态振型差均有对基准有限元建模误差不敏感的特性,建立了以上述两种指标作为神经网络输入参数进行结构损伤程度识别的方法,从而避免因基准有限元模型误差对神经网络训练数据的影响,提高识别准确性.32 m简支箱梁的数值模拟结果表明,训练好的神经网络可以准确地识别出结构损伤程度,并且讨论了测量误差对识别结果的影响.     

集装箱平车中梁焊接变形的数值仿真

基于"局部-整体"有限元法,对集装箱平车底架中梁焊接变形进行仿真计算,分析其焊接变形的规律。结果表明,仿真数值与实测数值基本一致。在仿真模型正确的基础上,再就焊接顺序、结构参数对焊接变形的影响程度进行研究。通过计算,得到具有焊接变形最小结果的焊接顺序方案和结构参数方案,从而为控制中梁的焊接变形提供理论依据。     

接触网腕臂支持结构的仿真分析

采用有限元方法并结合ANSYS软件编制了平腕臂结构参数化分析程序,实现了对腕臂结构的分析与模拟,为制定零部件荷载标准、校核腕臂结构的可靠性和提高接触悬挂的稳定性提供了工具和手段。结合实际工程,对大秦线2亿吨扩能电气化配套工程中既有腕臂结构利旧的可行性进行了分析,为确定利旧原则提供了参考;对京沪高速铁路接触网支柱基础与声屏障合建方案中所采用的腕臂结构进行了参数影响分析,为合建方案的取舍提供了技术依据。     

基于NSGA-Ⅱ遗传算法的高速动车组轴箱弹簧可靠性稳健设计

为提高高速车辆零部件的可靠性和稳健性,结合可靠性优化设计理论和稳健设计方法,将可靠性灵敏度融入轴箱弹簧的可靠性稳健优化设计模型中,并将其归结为多目标优化问题。采用NSGA-Ⅱ遗传算法对数值算例进行计算,获得其Pareto解,根据经验和目标函数的重要性从中选出优化设计最满意的解。分析结果表明:在轴箱弹簧进行可靠性稳健优化设计后,降低了弹簧的质量,提高了弹簧的可靠性,同时使弹簧的可靠性对各基本设计参数的灵敏度数值明显降低,轴箱弹簧的安全可靠性和稳健性得以提高,验证了该设计方法的实用性和有效性。     

地铁受电弓等效模型的半虚拟参数识别

为探究受电弓与刚性接触网系统磨耗过大、结构使用寿命短等可靠性问题,在半虚拟条件下建立适合地铁直流受电弓的动力学模型。在初步受电弓模态分析基础上,优化参数识别方法得到归算质量模型动态参数及其内部摩擦力,由数值计算结果获得各部分气动抬升力系数,建立较为完善的受电弓模型,并结合试验结果进行比较。结果表明,半虚拟的建模方法可以快速准确地建立具有限位、气动力等参数的受电弓模型,所得模型可反映受电弓在13 Hz以下的动态响应情况;模型具有弓头质量归算系数小于1,弓头刚度大且上框架刚度小的特点;在刚性接触网条件下,弓网系统主导频率接近受电弓1阶固有频率,可能会造成弓网刮蹭和共振,影响弓网系统的可靠性。     

城际铁路施工对邻近高铁桥梁桩基的影响研究

高速铁路（简称:高铁）对线路平顺性要求非常严格,邻近高铁的建筑物施工都不可避免地对高铁运营产生影响。文章以某城际铁路桥梁并行高铁及客运专线施工为背景,采用ABAQUS大型有限元软件建立数值分析模型、配设相关参数、进行施工模拟,分析施工对既有铁路桥梁基础的变形响应及桩基内力变化的影响,据此确定并提出预防措施,以规避施工风险确保运营安全。该文可为同类工程的数值仿真模拟和施工提供参考。     

动车组设备螺栓连接可靠性分析

提出以概率论和数理统计为基础的可靠性设计方法,明确可靠性分析的必要性、其相对于传统安全系数法的优势、可靠性分析的应力-强度干涉模型等。采用该方法设计验证某动车组项目底架设备上的螺栓连接可靠性,通过可靠性分析指出当前设计的不合理之处,为之后的设计工作提供思路;利用可靠性原理发现目前螺栓生产应用中对可靠度影响比较大的关键参数,结果表明摩擦系数的分散度对可靠性的影响最大,其次是材料强度分散度,而螺栓直径和长度尺寸分散度对可靠性的影响较小,基本可以忽略。