超高车辆碰撞桥梁的有限元损伤分析

基于ABAQUS有限元分析软件,充分考虑钢筋与混凝土的共同受力及混凝土的材料非线性,对超高车辆碰撞桥梁进行仿真模拟.针对不同车速下超高车辆对桥梁的撞击问题,分析车-桥的碰撞机理及撞击对桥梁的损伤情况.分析发现:碰撞速度越大,主梁应力越大,且达到最大应力所需的时间越短;碰撞对主梁的损伤破坏是非常大的,特别是受拉损伤,且损...     

超高车辆撞击预应力箱型梁桥上部结构的动态响应

为揭示预应力箱型梁桥遭受超高车辆撞击下的损伤,将此类撞击的数字仿真与试验对比研究了箱型梁桥上部结构动态响应.运用LS-DYNA软件建立了精细化预应力箱型梁桥上部结构的三维分离式模型和车辆与桥梁上部结构的耦合模型,在汽车以80 km/h速度正面撞击桥梁时,研究桥梁、汽车的破坏损伤和桥梁整体位移,分析比较了车速分别为30、50、80 km/h时,桥梁上部结构遭受超高车辆撞击的动态响应.研究结果表明:质量较大的预应力箱型梁桥上部结构遭受超高车辆撞击时,桥梁整体损伤较小,应主要研究其局部破坏;撞击过程中车厢的形变会导致车-桥之间撞击形式由正面撞击向冲切撞击转变;车-桥碰撞力值和桥梁撞击区域位移值均与车速成正相关,当车速为80 km/h时的最大位移值为165 mm.      

桥面不平度影响下大跨斜拉桥冲击系数研究

对客车在跨斜拉桥上行驶时的车-桥系统振动特性进行了分析,探讨了车辆对桥梁的冲击振动响应。在桥面不平度激励下建立车-桥耦合振动空间分析模型,对车辆行驶速度、横向车辆并行与交会、车辆纵向间距影响下的桥梁竖向振动及桥梁冲击系数的变化规律进行了研究。研究结果表明：桥面不平度会显著影响桥梁冲击系数,桥面不平度等级的提高使车辆对桥梁的竖向冲击作用更加明显,并且会加剧行车速度、横向行车状态及车辆纵向间距对桥梁冲击系数的影响。因此,大跨度桥梁运营过程需要保持桥面的平整度以减小车辆对桥梁的冲击作用。     

基于道路超高事故预防的限高警报器设计

为减少由车辆阻塞或碰撞桥洞引起的交通事故,设计了适应不同路况需求的智能限高警报系统。采用激光技术对车辆高度进行超高检测,将光信号转换为电信号,通过单片机对检测信号集中处理并无线传输,超高车辆接收警报信号后改变路线避免事故。智能限高警报器有效警示驾驶员注意货车高度,大幅度减少卡桥、撞桥交通安全事故。     

侧向风作用下车-桥系统的气动特性——移动车辆模型风洞试验系统

为考虑侧向风作用下车辆运动对车-桥系统气动特性的影响,针对车-桥系统气动绕流的特点,研制了一套移动车辆模型风洞试验系统,在风洞中实现了侧向风作用下车辆运动过程中桥梁和车辆各自气动力的同步测试.该系统可以较方便地改变来流风速、车辆运动速度、测试对象以及车辆与桥梁的相对位置等.根据测试信号时程的特点,提出了相应的数据处理方法,分析了车辆运动过程中桥梁和车辆动态气动力的变化特征.试验结果表明,桥梁和车辆的气动力信号较稳定,试验结果比较可靠.     

大跨度铁路斜拉桥竖向刚度的研究

运用桥梁结构动力学和车辆动力学的研究方法，将车、桥作为联合动力体系，分析了列车地桥速度、主梁刚度、车辆阻尼、桥跨阻尼等因素变化时，对大跨度铁路斜拉桥的桡度、司机室加速度、司机室挠度、旅客舒适度及车辆脱轨安全的影响。     

城市桥梁被车辆撞击后损伤分析

通过研究城市桥梁中当桥墩在重型车辆撞击下的受力状态及车-桥的碰撞机理,采用有限元软件ABAQUS对3种不同车速车辆垂直撞击桥墩的情况进行了模拟分析。分析表明:桥墩被撞击位置处的应力先随时间的增加而增大,达到最大值时,既又随之减小,符合混凝土的弹塑性破坏;并且车速越大,桥墩局部达到的应力及位移也越大。     

城市桥梁撞击后的损伤检测及安全评估

随着我国经济的快速发展,城市道路立交桥等跨线结构物是缓解城市地面交通压力的主要途措施之一。然而,由于各种原因,比如车辆超载超高、道路交通标识设置不合理,驾驶人员疲劳驾驶等原因,造成车辆撞击桥梁事故屡有发生。当桥梁构件被车辆撞击后,桥梁各部分会不同程度的受到损伤,如何对损伤的质量进行检测以及进行安全评估将是受撞桥梁一个重要的问题。对受撞桥梁损伤检测以及安全评估能够够为桥梁是否需要加固提供依据。     

车-桥耦合振动的动力响应分析

通过三角级数叠加法模拟桥面不平顺激励,运用大型有限元通用分析软件ANSYS的耦合技术对车-桥耦合振动进行了分析.提出了5个自由度的车辆模型模拟重车,160个梁单元模型模拟简支梁桥,把车辆和桥梁结构视为2个系统,利用Newmark-β法求解车-桥耦合振动方程组,进行了桥梁结构振动的位移、弯矩的响应研究.得到了桥梁跨中最大位移和弯矩都不是发生在桥梁跨中位置;随着桥面不平顺有明显的变化,随着桥面状况的变差,其响应越来越大.     

拟“车-桥耦合系统”的动态近似分析法

目前对于车体通过桥梁的动力响应问题,通常是将车辆子系统和桥梁结构耦合为一个系统,同时进行分析.文中提出一种近似但具有足够精度的方法用以计算车-桥耦合系统的动力响应.将车-桥耦合方程分解为两个部分,忽略作用在桥梁上的由移动车辆产生的惯性力项,只剩下移动力项.计算出桥梁在移动力作用下的响应,并把此响应作为车体动力响应的激励源反馈给车体,从而计算出车体的响应.从数值计算的角度,采用MATLAB编程并与车桥耦合系统精确的数值解作对比,验证了轻车过重桥情况下本文方法的可行性.通过分析表明,此方法能避免车-桥耦合系统计算时的庞大运算.     

铁路道床路基动力响应的参数影响

根据车轮-轨排-道碴模型，得到路基道碴表面荷载，利用有限元-无限元耦合法，建立了道床路基动力计算模型。结合Newmark积分法逐步求解运动方程，计算了列车荷载下，不同道碴厚度与地基刚度下道床路基的振动加速度与动位移。计算结果表明，道碴厚度对道床路基的动力响应影响显著，而路基刚度的影响不明显。     

平面式快速路出入口最小间距研究

平面式快速路是快速路的一种重要形式,其出入口最小间距影响因素复杂,科学确定其值对提高快速路的安全和效率具有重要意义。在分析已有快速路出入口最小间距计算方法的基础上,结合平面式快速路出入口特征,对四类出入口组合的出入口间距组成要素进行了深入分析,得到了平面式快速路出入口最小间距的计算方法。该计算方法以快速路主线车道数、主线流量、出入口流量、辅道流量为输入条件,计算满足一定服务水平下的出入口最小间距值。结果表明,该方法能综合反映各类影响因素,可针对具体条件得到更为科学的平面式快速路出入口最小间距值。     

系统风险的概念及其计算方法

本文在风险概念的基础上,从风险的特性出发,阐述了风险的本质,并重新定义了风险的含义,对风险的内涵作了进一步延伸和扩展,指出风险是系统不利事件对作用对象的影响程度。衡量这种影响程度需要从不利事件发生的概率以及后果两个方面来刻画。由于不利事件的发生以及作用后果具有不确定性,因此刻画影响程度需要从特征量角度进行分析和计算,给出了风险特征量计算方法。本文提出的风险计算比经典风险的计算更能反映风险的本质,最后给出了系统不利事件发生概率的估计方法。     

晃荡冲击影响下的潜艇运动实用稳定性分析

液舱内自由液面的晃荡会影响船舶的稳定性。通过引入实用稳定性的概念,研究了在晃荡影响下的潜艇运动实用稳定性。利用计算流体力学软件对潜艇横摇过程中液舱的液面晃荡进行了模拟计算,根据仿真结果,分析了液舱晃荡对潜艇稳定性的影响,建立了液舱晃荡和潜艇横摇运动的耦合作用模型。通过数值仿真,验证了在液舱晃荡影响下的潜艇横摇运动系统的实用稳定性,从而证明了该方法的可行性。     

水平力对含裂纹沥青路面面层破坏的影响分析

含裂纹的沥青路面在水平力作用下容易产生各种病害.基于断裂力学的沥青路面水平力控制校核方法,具有计算精度高、设计符合路面的破坏机理的特点,将其计算过程编成计算机程序,使用方便,同时也可以用于公路超载车辆对路面破坏的研究.     

Three-dimensional numerical simulation of splat formation on substrates in plasma spraying

Plasma sprayed coatings are built up by the accumulation of splats formed by the impacting, spreading and solidifying of molten droplets on the substrate. A three-dimensional computational model including heat transfer and solidification is established to simulate the formation process of a single splat using the computational fluid dynamics (CFD) software, FLUENT. The fluid flow and energy equations are discretized and solved according to typical finite volume method on an unstructured grid. A volume of fluid (VOF) tracking algorithm is used to track the droplet flow with free surface. In order to understand the splat formation mechanism, the process of splat formation caused by impacting and spreading of a molten nickel droplet on a polished mild steel surface is simulated. On this basis, the simulations of impact of a molten droplet on substrate with different conditions including the surface morphology, thermal conductivity, initial temperature of the substrate and the thermal contact resistance are presented. The results clearly show the effect of those parameters on the shape of the final splat and splash behaviors.     

SCR催化转化器内流场数值模拟与结构改进

利用计算流体动力学(CFD)软件,对结构改进前后的SCR催化转化器内流场进行了三维稳态流动数值模拟,对比分析了改进前后两种不同结构的催化转化器内流动特性。模拟结果显示:结构因素对催化转化器的内流动特性有很大影响,通过结构改进,减小了压力损失,使其内部速度分布和温度分布更加均匀。     

A Multiple Nested Lattice Boltzmann Method and Its Application

Introduction In recent years,the lattice Boltzmann method(LBM)has developed into an alternative andpromising numerical scheme for simulating hydro-dynamic and aerodynamic flow[1].The success ofthe LBM can be partly attributed to the particle-based approach which is directly inherited from itspredecessor,the lattice gas automata(LGA)[1,2],unlike LGA,the LBM simulates a flow system bytracking the evolution of particle distributions in-stead of tracking single particles.For this reason,it o…     

Computer Based Simulation Maturation in Y2K

Introductionetcllneers,recent1.remotelydescribetheirproblemtoagenuinelyproductionsimulationenvironmentfromtheirlocalPC,2.submittheircomptltationaltaskstoapoolofcollaborativecomputerslocatedanywhereinthecountry,3.monitortheircomputationaltasksinteractively,then,4.examinetheirfinalreslllt8locallyfromremotelyavailablegraphicsutilities.ThisisexactlytheenvironmentthatPICMSSaim8toprovide.Todeliversuchcapabilities,thisprojectwillintegrateinnovativesoftwaredesign,computationa1mechanicstheoryandpara…     

Influence of excitation frequency on slosh-induced impact pressures of liquefied natural gas tanks

Liquid sloshing phenomena in No. 2 tank of 140 km³ liquefied natural gas (LNG) carriers have been studied numerically and experimentally. The scale of the model tank was selected as 1/55.9. Roll and pitch motions were tested. For measuring impact pressures, seventeen pressure sensors were installed on the tank model. A large number of excitation frequencies and filling heights were investigated. The experimental results showed that when the frequency of tank motion is close to the natural frequency of fluid inside the tank, large impact pressures may be caused. Resonance frequencies and maximum impact pressures of different filling height were presented. Among all the experimental situations, the maximum impact pressure always occurs at the place near 70% height of tank where should be especially concerned. A computational fluid dynamics (CFD) model was developed to simulate the sloshing in the tank. The model was based on the Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) equations, with a standard κ-ɛ turbulence model. The volume of fluid (VOF) method was used to predict free surface elevations. Dynamic mesh technique was used to update the volume mesh. Computations for pressure time histories and peak pressures were compared to experimental results. Good agreement was observed.