基于响应面法的转向架构架结构强度分析

为了快速准确地评估转向架构架的结构强度,将响应面法和可靠性理论相结合对其进行结构强度分析.运用APDL语言建立转向架构架的参数化模型,并根据标准计算其结构强度.考虑试验设计方法对构架响应面函数精度的影响,分别采用中心组合设计、Box-Behnken设计和三水平全因子设计三种试验设计方法对其进行样本点的选取.利用最小二乘法对试验数据进行拟合,建立构架的多项式响应面函数.基于响应面函数,采用Monte-Carlo方法和应力-强度干涉理论对构架进行结构强度的可靠性分析.研究结果表明:试验设计方法的不同对响应面函数精度的影响较大,通过中心组合设计拟合的响应面函数精度较低,三水平全因子设计相比Box-Behnken设计在拟合精度相似的条件下,计算量较大.三种试验设计方法下,转向架构架的结构可靠度分别为0.97,1和1,表明了响应面函数的精度对准确评估构架的可靠性具有重要作用,同时为准确评估构架的结构强度提供了理论指导.     

基于节点耦合技术的螺栓强度可靠性分析

针对基于非线性MPC接触方法的螺栓强度可靠性分析耗时长,效率低的问题,提出一种基于节点耦合技术和响应面法的螺栓强度可靠性分析方法.以某地铁司机室座椅连接螺栓为研究对象,首先根据节点耦合技术模拟接触行为建立其有限元模型并进行强度分析;其次将分析结果与螺栓强度的接触非线性分析结果进行对比;最后,参数化座椅连接螺栓节点耦合模型,对设计变量进行中心复合设计,拟合螺栓强度的多项式响应面函数,根据应力-强度干涉理论建立极限状态函数,采用拉丁超立方抽样方法对螺栓强度进行可靠性分析.实验结果表明:可以采用节点耦合技术模拟接触行为,同时,该可靠性分析方法能在极大程度上节省螺栓强度可靠性分析所用的时间.     

用于结构可靠度分析的多响应面法

在分析单响应面法精度的影响因素基础上,提出了改进的多响应面法。然后以两个因子功能函数为例,推导了多响应面的设计与估计公式,并通过算例比较了多响应面法与JC法、Monte-Carlo法及单响应面法的计算精度。结果表明多响应面法的精度好于单响应面法。     

基于响应面法发动机支架的优化分析

运用响应面法,以提高发动机支架的强度、刚度为目标,在极限工况下对发动机支架进行了优化分析,找出其最优设计值,分析表明:在涉及结构参数、设计要求、优化目标函数等多变量情况时,该方法能得到较好的优化结果。     

基于响应面法的连续刚构桥梁体系可靠度分析

为了解决分析桥梁结构可靠度时功能函数不存在显式的问题,在现有响应面法的基础上,提出了改进的响应面法;利用有限元软件,对某高墩大跨连续刚构进行了受力分析;选取压应力、拉应力和稳定性失效3类失效模式,在改进的响应面法基础上,利用编程软件MATLAB,实现连续刚构桥梁体系可靠度的计算.算例分析表明,该方法迭代次数少,效率较高,可实现连续刚构桥功能函数重构和体系可靠度计算.     

基于改进响应面法的结构模型修正研究

提出采用响应面法进行有限元模型修正.该方法根据方差分析或先验信息进行设计参数筛选,以显式的响应面模型逼近目标函数与设计参数之间复杂的隐式函数关系,通过响应面自身特性进行迭代修正.在此基础上,根据样本点对目标函数贡献的差异性提出通过加权来构造改进的二次响应面,改进后的响应面可以更快地迭代收敛,计算量小,可推广至非线性等复杂模型,某算例验证该方法的有效性.     

自卸车货箱多学科优化设计

对某自卸车货箱进行包括线性静力和振动模态的多学科优化,并对优化结果进行了稳健性设计,确定了在随机误差影响下多学科优化结果的可靠性。首先建立了自卸车货箱的有限元模型,通过灵敏度分析筛选设计变量;其次应用试验研究方法采集试验样本并拟合各个响应的响应面,基于响应面优化计算获得多学科优化的最优解;最后通过稳健性分析确定了优化结果的可靠性。经过多学科优化设计,自卸车货箱在刚度、强度、第一阶模态频率不降低的情况下,质量减少8%。     

预应力结构的最小挠度拓扑优化

传统的预应力结构设计通常采用分步方式进行,先获得不包含预应力的最优结构,再布置预应力索.这种方法获得的结构未必具有最优性能.为了获得最优的预应力结构,在结构的拓扑设计阶段考虑预应力的影响,建立优化模型.目标函数为结构特定位置的位移响应,拓扑变量为单元的密度,其中位移响应通过叠加法获得.给出了结构最佳预应力值的确定方法,并推导了目标函数的灵敏度计算方法.算例结果表明,所提出的优化模型具有有效性,所得结果明显优于传统方法的结果.     

圬工拱桥承载力可靠度分析

针对拱式桥结构体系中的主要受力构件 拱肋进行分析,借鉴拱桥设计中的"五点重合法"确定研究截面,并对该截面进行不利布载.对每一种荷载布置型式,采用荷载增量法进行拱桥结构失效模式的寻找和截面抗力的计算.给出其承载力可靠度功能函数,推导功能函数中结构抗力和作用效应概率模型,并利用改进的一次二阶矩法计算圬工拱桥承载力可靠度指标评估值.最后给出实桥验证算例.     

极限分析法求解含软弱夹层边坡稳定性

软弱夹层对边坡的稳定性影响显著,目前设计中通常采用极限平衡法计算边坡的稳定性,其在求解中需要建立多个平衡方程. 为了分析含软弱夹层边坡的稳定性,首先,采用极限分析法建立了计算模型;其次,通过极限平衡法验证了求解的准确性;最后,分析了荷载、夹层形状、夹层强度等对稳定性的影响. 研究结果表明:边坡安全系数随着外荷载强度的增大而减小,其中,当加速度放大系数由1.0增大为1.6时,安全系数由1.20降为0.89;当外荷载频率越大时,边坡越易提前产生破坏;软弱夹层形状对边坡安全系数影响显著,特别是当其靠近坡顶与坡面时;安全系数随着软弱夹层摩擦角与黏聚力的减小而近似线性降低,其中,当黏聚力由9 kPa降为5 kPa时,安全系数降低约30%.      

基于ANSYS的客车车体轻量化技术及其应用

以ANSYS软件为平台,以准高速客车发电车车体为例, 利用APDL语言编写命令流文件,建立了参数化的车体有限元模型,并对车体承载结构进行了优化设计.通过对比分析轻量化前后车体的强度、刚度及其模态,给出了轻量化的设计方案,表明了此方法的可行性.     

轨道车车体强度分析的工程方法

分析国内外车体强度规范中的计算方法,以国内最新研制的某型轨道车车体为例,研究车体有限元模型生成方法和车体强度计算方法,并提出了一套关于车体强度评定的工程方法,为车体结构设计和强度分析提供了可靠的理论依据.并根据计算结果对轨道车车体进行了结构优化,保证了轨道车最大轴重满足设计要求.     

基于ANSYS的客车车体轻量化技术及其应用

以ANSYS软件为平台,以准高速客车发电车车体为例,利用APDL语言编写命令流文件,建立了参数化的车体有限元模型,并对车体承载结构进行了优化设计.通过对比分析轻量化前后车体的强度、刚度及其模态,给出了轻量化的设计方案,表明了此方法的可行性.     

铁路货车变刚度弹簧组计算机辅助设计系统研发

采用面向对象的编程语言VB为开发工具,以铁道车辆弹簧设计理论为依据,设计开发了铁路货车变刚度弹簧组计算机辅助设计系统,设计系统将车辆弹簧从传统单一的静强度设计提高到静强度和疲劳强度并行设计的层面,对弹簧的疲劳寿命进行估算,并根据不同要求设计开发基于2种方法的疲劳试验方案.采用计算机程序化的设计系统,提高了设计计算效率和设计质量.     

铝合金车体前端结构抗撞性优化设计

为提高列车在碰撞事故中的耐撞性能并保证乘客的安全.以铝合金车体为研究对象,应用碰撞仿真软件PAM-CRASH对客车铝合金车体进行大变形碰撞仿真,并在此基础上利用多学科优化软件iSIGHT对车体前端吸能结构的进行优化,得出在碰撞过程中车体结构的变形模式以及车内乘客身体的受力和加速度情况,并对车体前端吸能结构进行最优化设计,满足轻量化要求,从而实现车辆的被动安全保护和耐撞性优化设计.     

城乡一体化发展中交通安全的影响因素

随着城乡一体化的发展,城市与乡镇之间的联系越来越频繁。其中,城乡交通的地位也越来越重要,交通一体化发展成为城乡一体化发展的重要组成部分。对城乡结合部的交通环境进行简要的描述,并进一步对交通环境进行分析,城乡结合部公路的弯道设计及交通安全观念是城乡一体化进程中交通安全隐患存在的原因。最后,提出相应的改善措施：合理的弯道半径设计、路段会车港湾的设计、安全教育和管制。     

承德至秦皇岛高速公路运行速度协调性分析

采用运行速度方法分析车辆运行的协调性,能够充分顾及行驶的安全和司乘人员的感受,保证线形与实际运行速度紧密结合,这对提高高速公路设计水平和保证行车安全具有十分积极的作用。     

基于Benchmark的轻型客车内饰品质基准设计

在分析基于Benchmark车型进行全新车型开发重要性的基础上,给出了从标杆车提取间隙面差数据的原则和方法,详细阐述了轻型客车内饰品质基准的设计方法和流程,为今后基于Benchmark的新车型开发提供了参考。     

新一代高速动车组中间车车体的强度及自振频率

以新一代高速动车组中间车车体为研究对象,在车体结构的三维几何模型的基础上,利用大型通用建模软件Hypermesh进行前处理,建立了车体有限元模型,并以Ansys软件进行了分析求解首先对车体的典型荷载工况进行分析,给出静强度评估;其次通过对车体进行模态分析以及根据近似理论的计算,给出了理论估计值和模态分析值的刚度评估,为车体结构的实际设计和优化提供了有效的参考依据.     

基于汽车安全状况的CST控制方法

为建立汽车制动系统的工作状态与螺纹剪切式汽车碰撞吸能系统之间的联系,提高汽车安全性能的整体水平,提出了基于汽车安全状况的螺纹剪切式汽车碰撞吸能装置(CST)控制系统思想.即以单片机控制技术为核心,对汽车制动系统的安全性进行实时检测,判断制动系统安全状况,利用毫米波雷达实时监测本车与前方车辆(或障碍物)之间的距离,运用行车安全距离模型以确定本车的安全状态,一旦发现制动失效和制动不良,或距离超出安全范围时,则立即将螺纹剪切式汽车碰撞吸能系统推出至全伸状态,以应对可能发生的危险.当制动系统完好或安全隐患不复存在时,则螺纹剪切式汽车碰撞吸能系统自动回缩,实现根据汽车所处的安全状况自动确定螺纹剪切式汽车碰撞吸能系统工作状态.