RC矩形空心墩的新型滞回模型及参数识别方法

为了准确模拟RC （reinforced concrete）矩形空心桥墩的刚度退化特性，为桥梁震后可恢复性能研究提供理论基础，进行了不同设计参数的14个RC矩形空心墩模型拟静力试验. 通过引入峰值位移影响系数体现刚度退化与峰值位移的关联，建立修正的Bouc-Wen-Baber-Noori （BWBN）滞回模型；基于粒子群-引力搜索混合智能优化算法（combination of particle swarm optimization and gravitational search algorithm，PSOGSA）识别实测滞回曲线对应的滞回参数，并建立桥墩设计参数与滞回参数间的对应关系，进而总结滞回参数的经验预测方法. 研究结果表明:修正的BWBN滞回模型曲线与实测滞回曲线吻合程度高，相关性系数在0.98以上，且新型滞回模型能准确地反映出桥墩侧向刚度随墩顶位移退化的特性；PSOGSA算法能精确地识别实测滞回曲线的模型参数；采用经验预测方法得到的模型曲线与实测滞回曲线的相关性系数为0.83，该方法适用于缺乏实测滞回曲线的桥墩.      

钢管混凝土抗震性能ABAQUS数值模拟中损伤因子比较研究

针对国内外3种不同的混凝土损伤计算模型,分别用其模拟计算了往复荷载下钢管混凝土损伤过程,并绘出了3种模型损伤因子随应变变化的曲线;对于Birtel和Mark模型,探讨了系数bc对损伤因子的影响,随着系数bc取值的减小,相同应变下对应的损伤因子值增大;最后将这3种模型有限元计算得到的往复荷载下钢管混凝土构件的骨架曲线与试验骨架曲线进行对比分析。比较结果表明:当Birtel和Mark模型中bc取0.5时,计算得到的荷载(P)-位移(Δ)骨架曲线与试验结果误差最小,基于高斯积分算法的余能模型算出的骨架曲线与试验结果误差其次,修正的余能模型算出的骨架曲线与试验结果误差最大。     

盾构隧道管片力学模型的一种修正方法

为更准确的分析盾构隧道管片的变形特性,对常用的惯用法模型进行修正。并基于修正模型推导管片的位移解析解。结合哈尔滨地铁1#线工程资料,基于修正模型计算管片位移的数值解和解析解,同时计算基于惯用法模型的位移数值解,并将特殊位置处的位移进行对比分析。结果表明,对惯用法模型的修正是合理的,基于修正模型求得的位移解析解是正确的。     

圆管翼缘钢-混凝土新型组合梁极限抗弯承载力与延性

为研究圆管翼缘组合梁的抗弯性能, 进行了3根圆管翼缘组合梁静力加载抗弯破坏性试验, 分析了试验梁的抗弯破坏过程与破坏特征; 考虑混凝土损伤塑性本构及栓钉滑移与断裂, 建立了圆管翼缘组合梁非线性数值模型, 基于试验结果分析了数值模型的适用性; 以钢梁下翼缘宽度、混凝土翼板厚度与圆管管径为主要结构参数, 计算了48根正交设计的圆管翼缘数值模型组合梁的力学性能; 依据试验梁与数值模型梁的抗弯受力性能, 提出了基于简化塑性理论的圆管翼缘组合梁极限抗弯承载力计算公式; 应用数值模型梁位移延性系数计算结果, 回归得到了圆管翼缘组合梁位移延性系数计算公式。计算结果表明: 数值模型组合梁与试验梁承载力比值为0.99~1.03, 挠度比值为0.87~1.09, 因此, 弯矩-挠度计算曲线与试验曲线吻合良好, 可采用数值模型组合梁准确模拟圆管翼缘组合梁的抗弯全过程受力行为; 圆管翼缘组合梁极限抗弯承载力随钢梁下翼缘宽度、混凝土翼板厚度的增大而增大, 随圆管管径的改变变化较小, 位移延性系数随混凝土翼板厚度与圆管管径平方的增大呈线性增大, 随钢梁下翼缘宽度的增大呈线性减小; 不同塑性发展程度的各类模型梁位移延性系数为3.16~7.19, 体现了较好的延性; 采用极限抗弯承载力简化计算公式与圆管翼缘数值模型组合梁计算的极限抗弯承载力比值为0.91~1.09, 平均比值为0.98, 因此, 公式计算结果准确; 为使圆管翼缘组合梁具有一定延性, 建议位移延性系数大于3.5。      

液力变矩器性能参数的计算误差及其修正方法

为提高液力变矩器数值模拟的精度,采用CFD(computational fluid dynamics)方法对液力变矩器的变矩比、效率和泵轮容量系数等性能参数进行了计算,对计算误差进行了分析,并提出了相应的误差修正方法.通过分析补偿油液流动对泵轮容量系数计算误差的影响,提出了针对泵轮容量系数误差的修正方法.结果表明:数值计算模型中,忽略摩擦损失和补偿油液流动的影响,将引起变矩器性能参数的计算误差;针对摩擦损失提出的误差修正方法,使算例中变矩器的变矩比和效率的最大相对误差均由16.2%减小到13.9%;按照泵轮容量系数误差的修正方法,泵轮容量系数的最大相对误差由13.9%减小到7.3%.     

基于跑车试验的连续梁桥承载能力快速评定方法研究

桥梁跑车试验的动力响应中包含着静力响应,基于简支梁在匀速常量力及简谐力作用下的动力响应的频率成分分析,提出利用低通滤波从跑车位移曲线提取静力位移的方法,并推广到连续梁桥;通过仿真分析,介绍了提取静力位移的过程,结果表明,该方法能对动挠度曲线中的静力成分和动态成分进行准确分离;最后对某6跨变截面连续箱梁桥在跑车车辆作用下实测动挠度曲线进行分析,得到其广义影响线,进而按照静载试验方案布置车辆,得到静载试验挠度的估算值。本方法得到的挠度校验系数与静载试验结果基本相当,可代替静载试验对连续梁桥进行承载力快速评定。     

长大列车通过弹性曲线轨道仿真求解方法研究

为解决长大列车与连续长弹性轨道的同步仿真问题,以列车通过曲线轨道为例,采用重载列车-轨道耦合动力学模型,分析了压钩力作用下轨道结构与30 t轴重列车的动态特性,提出了长大重载列车与轨道动态相互作用仿真时模型的简化求解方法.该方法将庞大的列车/轨道耦合振动系统以有限数目的三维车辆模型代替,并考虑其轨下基础结构弹性,从而极大缩减系统运动自由度.研究结果表明:列车可简化为单质点车辆模型和三维车辆模型混合的短编组列车,当模型中只包含一个三维车辆模型,且其前、后车辆均以单质点模拟时,计算结果偏低;列车承受2 200 kN压钩力并通过400 m半径曲线线路时,货车最大轮轨横向力和垂向力较多节三维货车编组模型的计算结果分别低估了24%和4%,钢轨横向、垂向位移则被低估了20%和8%;端部车辆采用单质点模型、中部采用三维车辆模型的车辆数至少为3时,才能较为准确地反映中间目标车辆处轮轨作用力和其下部轨道结构的动态特性.      

预制装配式板梁桥的模型修正方法

为反映在役桥梁的实际状况,提出了板梁桥的模型修正方法.假设铰缝相对位移与铰缝剪力成正比,并将铰缝刚度、板梁抗弯刚度和板梁抗扭刚度均作为未知量进行修正.基于板梁边实测位移建立位移方程,并采用QR分解法得到矛盾方程组的最优解.模型考虑了多个静载试验工况、多个荷载及荷载偏心的特点,可以直接应用于桥梁荷载试验.对有防撞护栏和有损伤的板梁桥进行了数值模拟,结果表明:无论是板梁有较大损伤,还是有复杂附属结构,该修正方法均可给出准确的修正系数;试验应尽可能采用多个试验工况,并将荷载布置在被测试的铰缝和板梁附近.      

不锈钢点焊结构车体FEA建模方法

针对不锈钢车体点焊结构的“点传力”特性,提出了位移主-从约束关系建模思想,并通过数值试验验证了采用位移主-从约束关系来模拟焊核比现有其它的模拟方法具有更高的精度.以城市轻轨动车组不锈钢点焊车体为应用对象,基于位移主-从约束关系建立了该车车体的有限元模型,计算结果与试验测试结果基本一致,证明了模型的正确性,为今后该类车型的设计与开发打下了良好的技术基础.     

具有峰值识别的神经网络模型对水沙过程的预报

在经典BP神经网络模型的基础上,增设误差修正系数,实现网络误差修正权重倾向于输出样本的较大值.同时提出了一种计算输入输出向量的归一化公式.在此基础上建立了具有洪峰识别的BP网络预报模型.该模型能根据实测资料模拟和预报不同特征年的流量或含沙量过程.采用建立的模型,对宜昌水文站典型年实测流量过程及含沙量过程进行了预测检验,其结果与实测值吻合较好,对峰值的预报较经典BP模型有所提高.     

高速列车减振器阻尼特性的影响因素分析

节流阀结构是影响减振器阻尼特性的主要因素,为了得到其结构参数,作者建立了高速列车二系横向减振器内流场的仿真模型。利用计算流体力学的方法分析减振器内部三维动态流场,得到节流阀阻尼孔的尺寸以及开阀阻尼力和开阀速度,并分析了开阀速度和油液温度对减振器阻尼特性的影响。计算结果表明：调节节流阀参数可以得到满足减振器性能要求的阻尼特性;高温时减振器阻尼力减小的两个主要因素是节流阀片易开启以及油液动力黏度降低;开阀速度极小的改变会引起减振器阻尼力发生较大的变化。     

车联网中驾驶员反应时间实时估计方法

结合车辆非线性分段制动特性和车辆状态数据对驾驶员反应时间进行实时估 计,采用特征数据拟合出初速度与减速度上升时间关系模型,通过BP神经网络推算减速 度上升过程中减速度随时间非线性变化关键参数,并在此基础上基于车辆动力学运动规 律求解车辆分段制动位移,通过实际位移与理论位移等价关系实现驾驶员反应时间实时 估计,最后利用Newell 跟驰模型场景对本文提出方法进行仿真验证.结果表明：不同初速 度条件下,反应时间估计值平均误差不超过0.022 s;不同反应时间条件下,反应时间估计 值平均误差不超过0.013 s.本文提出的反应时间估计方法不用增加通信负担和额外设备, 能够达到较高精度,具备更优的适应性、可用性及工程价值.     

高速列车动态间隔优化的弹性调整策略

为保证列车运行安全性, 提高铁路线路运载效能, 针对移动闭塞系统, 研究了高速列车追踪运行的间隔弹性调整策略和操纵轨迹的动态优化问题; 以高速列车运行安全性、效率、能耗和乘客舒适度作为列车运行控制策略曲线的优化目标, 研究了列车的追踪运行过程; 采用差分进化算法求解了列车运行过程多目标优化模型, 设计了离线最优运行控制策略曲线; 提出了列车弹性追踪间隔模型, 分析了列车运行过程中追踪间隔的实时变化; 基于弹性间隔模型设计列车追踪运行控制策略动态调整机制, 采集列车实际运行数据, 实时监测相邻列车间的实际追踪间隔, 评估其是否符合安全性与效率约束条件, 并分析了评估结果; 依据工况调整原则在线调整追踪列车的运行状态与工况, 实时优化列车追踪间隔; 应用武广高速铁路赤壁北—长沙南区间的实际运行数据进行了仿真验证。仿真结果表明: 与真实区间运行数据相比, 采用离线最优运行控制策略曲线后, 运行能耗降低了6.86%;与固定追踪时间间隔模型相比, 采用基于弹性模型的控制策略动态调整机制有效提升了铁路整体运输效能, 将临界安全发车间隔从234 s缩短至161 s, 线路整体运行效率由6 434 s缩短至6 376 s, 与真实运行数据相比, 追踪列车的运行能耗降低了7.194%。      

夹片咬合力测试方法

为研究采用拉脱法检测预应力钢绞线受力时, 张拉力荷载测试曲线突变段和夹片咬合力的关系, 在夹片脱开时, 采用电阻式压力传感器高频采集技术测试了预应力混凝土梁锚具下方和锚具外侧钢绞线的受力, 共测试了20个样本; 设计了夹片咬合力测试方案, 共测试了326个样本, 并进行了统计分析, 建立了考虑张拉力的夹片咬合力计算公式; 通过37个样本的验证性测试, 研究了咬合力修正结果的测试精度; 在实际工程中检测了257个样本, 并将实测结果与提出的公式计算结果进行对比。研究结果表明: 当钢绞线伸长超过4.5 mm时, 夹片会脱离原有咬痕, 而实际测试中夹片脱开时会及时停止张拉, 因此, 拉脱法测试不会改变预应力钢绞线锚下有效预应力, 不会影响工程质量; 夹片安装时, 若夹片与锚杯锥孔不完全贴合, 会使夹片在横向产生较大的弹性挤压力, 形成附加摩擦力, 该摩擦力需要在夹片退出至与锚杯分开时才能完全消失, 此时锚外张拉力变化不明显, 因此, 拉脱法测试所得张拉力曲线中峰值拉力后的下降段斜率存在离散性, 与夹片安装精度有关; 拉脱法测试中夹片与锚杯的咬合力由锚下和锚外瞬态内力重分布累加组成, 提出的夹片咬合力计算公式能剔除由夹片与锚杯间咬合力产生的测试误差, 可使测试精度提高6.78%;实际工程现场实测夹片咬合力大于拉脱法测试所得张拉力曲线突变段, 因此, 采用拉脱法检测预应力钢绞线时, 锚下有效预应力为拉脱法测试所得张拉力曲线峰值与咬合力的差值。      

Computer Aided Simulation on Precision Cold Forging of Universal Joint Cross

IntroductionThefiwtee1emenmethod(FEM)playsanextrmelyimPortantroleintheanalysesofengineeringproblems.ForalongtimethismethodhasmainlybeenaPPliedinthelinearfieldandshownitsgreatpower.HoweveealOtofnonlinearengineeringPrOblemsWhichcanneitherbesimPlyreducedtolinearonesnorrCPresentedbylinearlyanalogywhichshallchnsethePfacticalconditionsrelativelymuch,havechallengedfiniteelementmethod(FEM).RecentymuchProgresshasbeenmadebothinthemathematicalandmechanicaltheoryandthecomPulertechnologysothatevent…     

横梁预应力束的平弯对混凝土斜拉桥边箱斜腹板的影响

分析了采用双边箱主梁截面的混凝土斜拉桥张拉横梁平弯预应力束时边箱斜腹板混凝土出现的横桥向裂缝,基于弹性理论分析了这种情况下混凝土主拉应力。假设预应力束的平弯曲线为直线,用直线段上的均布荷载代替预应力束对斜腹板的作用,采用无限大板作用集中力的弹性力学公式,通过对直线段上应力积分和坐标变换,求得了估计这种情况下的斜腹板混凝土主拉应力的公式,并据此提出减小主拉应力的方法。理论分析结果显示,将预应力束的平弯曲线用直线代替产生的误差不超过2％,该公式计算结果与有限元结果及实测数据比较表明,主拉应力的计算误差小于0．2MPa,结果满足工程精度需要,该方法可行。     

柴油机燃油电控喷射用快速电磁阀的研究

阐述了快速电磁铁实现快速动作的机理,建立了快速电磁铁优化设计的数学模型,并用计算机对其结构进行了最佳化设计。在确定快速电磁铁最佳结构参数的基础上,建立了其动态特性计算机仿真的教学模型,对其动态特性进行了计算机仿真,并对不同能量输入方式和不同线圈参数的仿真结果进行了比较。     

高水头船闸阀门开启过程水力特性仿真研究

采用动网格技术和VOF方法对高水头船闸阀门开启过程进行非恒定流三维紊流数值模拟,研究阀门段水流急变分离的流态、流速、压力等水力特性参数的时空演化规律,以及出现空蚀与流激振动的危险区域和时刻。研究表明,阀门工作最不利开度是0.4,阀门后狭缝、阀门下底缘及跌坎角处是流噪声源,也是空蚀风险区;开度0.5时突扩体顶板上游侧区域有负压,有空蚀风险;空蚀最危险区域在突扩体升坎反弧末端,最不利工况下,开度0.8时负压高达120.75 kPa。建议进一步对突扩体型进行优化,运行中采用阀门快开方式减小负压持续时间,采取工程措施加强空蚀区的防护。     

基于拟力法的框架结构静力推覆分析

传统静力推覆分析方法求解结构非线性变形需对结构整体刚度矩阵进行实时地合成与分解，该过程将占用大量计算资源.基于拟力法的纤维梁有限元分析方法进行静力推覆分析，在迭代求解结构非线性变形时，首先对弹性刚度矩阵进行分解，计算出侧向荷载作用下的弹性位移；然后通过反复调用弹性刚度矩阵的分解结果与弹性位移，减少回代计算量；最后采用算法时间复杂度理论定量对比了该方法与传统方法的计算效率，通过一榀八层钢筋混凝土框架结构数值算例，分析比较了两种方法的计算结果与算法时间复杂度. 结果表明:两种方法顶点位移-基底剪力曲线基本吻合，层间位移角与楼层之间的关系曲线也基本一致，两者的最大误差出现在第3层，为3.72%，与传统方法相比，基于拟力法的静力推覆分析方法算法时间复杂度降低了80%，计算效率至少是传统方法的5倍.