200 km/h高速客车车体结构分析及改进

全面分析了200km/h高速客车车体的结构特点,建立了结构分析计算模型.通过对垂向载荷工况、纵向拉伸载荷工况、纵向压缩载荷工况、气动载荷工况和运用状态垂向载荷工况的分析计算,结果表明:该车钢结构变形协调,强度薄弱部位主要表现为局部应力集中.解决应力集中问题不应加大构件断面尺寸,而应采用降低应力集中的结构措施或局部补强.     

客车车体钢结构侧墙窗间壁及两侧窗角部位的强度计算

本文应用 SAP-5结构分析程序,以边界元的位移作为载荷条件,将窗角应力梯度大的部位进行单元细划,建立起铁路客车车体钢结构侧墙窗间壁及两侧窗角部位的计算模型。最后,通过垂直载荷工况和纵向压缩工况下的两组已知位移值,分别相应地进行了局部二次细算,并求出垂直和纵向载荷同时作用的最不利工况组合下的应力值。     

转向架构架的广义斜对称载荷

结构对称的二轴转向架构上理应均匀分布的垂向支承力会重新分布，这附加的载荷即斜对称载荷，本文依据斜对称载荷的计算原理找出了多轴转向架构架上垂向载荷转移的规律以及附加载荷的具体计算方法。     

多轴转向架焊接构架焊缝应力集中分析与寿命研究

利用美国ASME-2007标准中的结构应力法和有限元数值分析技术,研究某多轴转向架焊接构架焊缝结构应力分布规律,指出在垂向斜对称载荷工况作用下构架应力集中发生部位;以降低焊缝应力集中为出发点,对焊接构架结构进行改进设计.构架改进结构后焊缝结构应力幅值降低,疲劳寿命显著提高.     

高速列车转向架载荷谱长期跟踪试验研究

为了建立高速列车转向架载荷谱,对武广客运专线高速列车运营全工况下的转向架载荷进行了跟踪测试,得到了动车转向架的轴箱弹簧垂向载荷和转臂横向载荷在一个镟轮周期内的变化规律,分析了高速直线和曲线工况下镟轮对轴箱弹簧垂向载荷和转臂横向载荷的影响,并基于上述载荷编制了构架浮沉、侧滚、扭转与横向载荷系谱,进行了镟轮前后各载荷谱的比较.研究结果表明,与镟轮前相比,镟轮后轴箱弹簧垂向载荷、转臂横向载荷以及构架各载荷系的幅值均减小,其中转臂横向载荷变化最明显,在高速直线和曲线工况下幅值分别减小了50%和40%,镟轮改善了构架的受力状态.      

基于非线性接触算法的设备连接强度及随机振动分析

以某列车底架上一牵引设备为例,将螺栓以六面体单元进行离散并施加一定的预紧力,在5个冲击载荷工况下以接触非线性方法对设备安装座及螺栓强度进行精确校核计算,并对结构进行优化,确认最终结构.基于此对结构进行随机振动疲劳分析,考察结构分别在纵向、横向、垂三个方向总共15 h随机激振载荷下结构的疲劳总损伤.结果显示:各结构件母材和焊缝总损伤均小于1,满足随机振动疲劳的要求.     

轮轨局部接触应力分析

运用接触摩擦单元理论，在文献（１）工作的基础上，对轮轨局部接触应力进行了有限元分析，文章考虑了无纵向力和由于牵引和制动引起纵向力时轮轨相互作用两种情况，计算中，将列车轴重分别取为２１０、２３０、２５０和３００ＫＮ，作用在单轮上的纵向力分为１０、１５、２０、２５和３０ＫＮ五种工况，由计算得到了轮轨局部法向接触应力和切向接触应力分布规律及主应力和变形，据此，文章进行了讨论并提出了结论。     

地铁B型车车体静强度及模态计算

应用有限元方法及ANSYS软件建立了地铁车辆车体结构有限元分析模型,根据地铁车辆受力分析和危险程度,选择拖车(头车)作为计算、分析对象,确定了有限元模型的计算载荷、常见计算工况和评定标准,计算了车体在整备状态下的车体静强度,分析了整备状态和超常状态下的固有频率和振型。结果表明,地铁车体静强度在常见计算工况下皆能满足相关标准的要求,车体一阶扭转和一阶垂向弯曲自振频率偏低,一般要求车体在整备状态下的自振一阶垂弯频率应大于10 Hz,以避开转向架的点头频率;减小结构质量的同时增大结构刚度,在满足车体强度要求下,可以实现以降低次要的振型频率来提高主要的振型频率的目的,并可进一步地减轻车体质量。     

地震作用下盾构隧道纵向接头的受力特征

实际工程中，盾构隧道纵向接头是结构受力和变形的薄弱部位，针对盾构隧道纵向接头细部构造在地震作用下的受力特征，提出了一套由整体到局部的数值分析流程.首先建立基于纵向等效刚度梁的三维地层-结构时程分析模型，然后以该模型计算得到的纵向内力极值作为盾构隧道整环三维分析模型的外荷载，获取隧道最不利区域边界力，最后将边界力施加在盾构隧道纵向接头局部精细化分析模型之上，分析纵向接头细部构造受力特征；并以某综合管廊工程为背景对该方法进行具体阐述和讨论. 研究结果表明:地震波横向激励时，盾构隧道纵向以往复的水平弯曲为主，而纵向激励时，则以往复的竖向弯曲和纵向拉压为主；在纵向张开量最大的局部区域，不论是轴向拉力工况还是纵向水平弯矩工况，该局部区域都处于受拉状态，两种工况对该局部区域受力模式不产生本质影响；当盾构隧道纵向最大张开量的局部区域受拉时，最大拉应力区均位于管片内侧手孔部位，最大压应力区则围绕螺栓孔成环形分布.      

B型地铁转向架轴箱疲劳强度分析

牵引装置用来实现车体和转向架之间的纵向作用力的传递,其强度可靠性对转向架的安全运行有着重要的影响。本文根据UIC615-1~BENl3749或UIC615—4制定计算载荷和计算载荷工况,用有限元方法对B型地铁转向架牵引装置的主要承载结构的强度进行分析。分析结果表明,该结构的牵引装置的结构疲劳强度可以满足转向架运行要求。B型转向架轴箱体结构强度分析根据UIC510-5、ENl3979-1、ENl2082、UIC615-1~DENl3749或UIC615-4或UIC515-4制定计算载荷和计算载荷工况．用有限元方法进行强度分析。轴箱体结构制造材料ZG230-450的许用应力参数,根据GBl1352和机械工程材料性能数据手册确定。轴箱体在确定载荷工况的计算载荷作用下,疲劳强度均满足设计要求。在疲劳强度载荷工况下,轴箱体的应力幅值均小于其对应许用应力幅,其最小安全系数为1．22出现在箱体下部筋板板边的圆弧区域。     

倒装路面结构面层在移动荷载作用下的层底拉应力分析

利用ANSYS建立倒装路面结构在移动荷载作用下的有限元模型,研究超载对于倒装路面结构沥青面层疲劳寿命的影响。结果表明,在车辆荷载作用下,倒装结构沥青面层层底拉应力比半刚性路面大,在移动行车荷载作用下可达到0.17MPa;沥青面层层底拉应力随行车速度增加有小幅增加,增加幅度在15%以内;随荷载水平增加,倒装路面结构沥青面层层底拉应力呈线性增加,在超载100%时,沥青层层底拉应力为标准轴载情况下的1.7倍。     

动载作用下沥青路面三维力学响应有限元分析

为更好地利用沥青路面结构和提高它的耐用性、安全性,利用ANSYS7.0对采用沥青路面结构的公路进行建模,分析沥青路面结构在动载作用下的三维受力情况.通过对公路结构各个界面在动载作用下所受的竖向应力、剪应力、矢量位移、弯沉值、应力时程等的提取、整理及分析,得出沥青路面在动载受力下损伤机理等重要研究结论.同时,采用的动力分析有效地弥补了静力计算的不足,使得分析结果及研究结论更具合理性、科学性.     

钢板加固持荷RC梁承载力数值分析方法

在钢筋混凝土梁粘贴钢板加固数值分析中,为了解决初始荷载及钢板-混凝土界面传力问题,以8片钢筋混凝土梁室内缩尺模型试验为基础,采用面-面接触分析方法及单元"生死"分析方法,对试验梁进行了全过程数值分析,提出了一种粘贴钢板加固具有初应力钢筋混凝土梁的数值分析方法。研究结果表明:钢筋混凝土梁预测挠度变化规律与实测值吻合较好,极限荷载偏差在11.5%以内。可见,运用数值分析方法能有效解决持荷情况下,待加固结构与钢板不同时参与工作及钢板-混凝土界面的传力难点。     

某高速公路40m连续T梁受力性能分析

以承秦高速公路40m连续T梁为研究对象,计算分析了试验荷载作用下,结构的挠度和应力状况,结合静载试验,对结构的实际力学性能进行了分析研究。结果表明,该桥梁设计合理,受力性能良好,满足承载力要求。     

纤维格栅增强机场双层道面荷载应力分析

为了分析纤维格栅增强机场水泥混凝土双层道面加铺层的荷载应力,采用ANSYS建立机场双层道面三维有限元模型,以J-8飞机荷载为计算荷载,选取机场水泥混凝土道面加铺层层底最大拉应力、层间剪应力、旧水泥混凝土道面板底最大拉应力、加铺层表面弯沉为考察指标.计算了机场双层道面层间接触对荷载应力的影响,并利用正交设计分析机场道面结构参数对荷载应力影响的显著性.研究表明：层间摩擦系数对机场水泥混凝土加铺层层底拉应力与层间剪应力影响较大;机场水泥混凝土双层道面各结构参数对加铺层层底最大拉应力都显著相关,应该作为机场水泥混凝土加铺层设计的主要分析指标;加铺层厚度和基础弹性模量与所考察的4个指标都显著相关.因此,在进行机场水泥混凝土道面加铺层设计时,必须重视基础处理技术并合理控制加铺层厚度.     

正交异性钢桥面铺装层的力学特性分析

分析在不同的荷载位置下 ,对应不同沥青混凝土模量值的正交异性钢桥面铺装层的应力应变特性及与钢板的粘结性能。通过分析 ,确定最不利加载位置和铺装层材料的各项力学指标 ,如铺装层材料最大容许拉应力、最大容许拉应变以及粘结层材料的剪切强度等 ,作为铺装层材料参照标准 ,探索合理的铺装层方案     

李家巷大桥静载试验及钢混结合段受力分析

分析了李家巷大桥主桥4个控制截面在7种荷载工况下的应力状态。采用通用有限元程序ANSYS建立了主桥钢混结合段的空间有限元模型,并重点分析了钢混结合段的各项力学指标。综合分析表明,桥跨结构在设计荷载作用下处于弹性工作阶段,其刚度和承载能力满足设计要求;钢混结合段部位、结构总体受力合理,各项力学指标均满足规范相应的要求。     

复合式碾压混凝土路面荷载应力分析

采用ANSYS三维有限元分析技术,建立弹性地基上双层板三维路面结构模型,对复合式碾压混凝土路面结构进行了多种因素影响下的路面荷载应力分析,包括基层和面层的层间接触状况分析,临界荷位分析,碾压混凝土面层的模量和厚度、水泥稳定碎石基层的模量和厚度、以及路基的模量等因素对板底弯拉应力的影响分析,以试验路的荷载应力、温度应力理论计算以及回弹弯沉实测结果,作为路面典型结构的路用性能参考。     

新老路面结构拼接部位的受力状态分析

在道路拓建工程中,新老路面在结构层模量上存在差异,使得拼接结构在拼接部位的受力极为不利。根据新老路面结构组成形式、荷载条件,采用有限元方法,分析新老路面各个结构层模量差异对拼接部位受力状态的影响。结果表明:在新老路面结构中,新老面层、新老基层的模量差异对拼接部位的受力有着显著的影响,当保留老面层和老基层时应确保其具有足够的剩余强度(模量)。在最不利荷载工况下,如果要使得拼接结构拼接面上的剪应力增加不超过10%,新老面层、新老基层的模量差异应不超过30%～40%。     

风力发电用齿轮箱齿根应力测试系统的开发

针对风电齿轮箱研制中检验修形效果的难点,提出了齿根应力测试技术,可同时测出齿根处,齿向载荷分布系数和载荷不均匀系数.论述了风机齿轮箱应力测试系统的原理及其主要组成部分,给出了典型的应力分布和均载测试结果;重点分析了测试系统中关键的程控放大模块和I2C总线通信.运行实践表明,该应力测试系统能够对齿轮箱的啮合状态进行定量分析,测试结果对齿轮修形及结构设计等有重要的参考价值.