无动力平板拖车的建模与刚强度分析

利用CAE软件进行无动力拖车车架刚强度分析,采用梁单元和壳单元两种方式建立了拖车的有限元模型.先在梁单元模型上确定了轻量化的方案,再使用板壳模型校核结果,同时针对模型计算的结果,对拖车的相应薄弱部位进行了结构加强.通过建模、加载、计算及分析,获得了车架的变形及所受应力数据,为车架的轻量化设计提供了重要的依据.     

连续刚构桥墩抗裂实体有限元分析

对多跨连续刚构桥墩做了线性和非线性有限元分析,比较分析了桥墩应力和裂缝大小在梁单元与实体模型下的差异。结果表明,梁单元模型桥墩的拉应力与裂缝均比实体模型要小,并且梁单元模型桥墩两肢V腿合并处应力与裂缝大小严重失真;收缩徐变、汽车荷载和整体降温是引起桥墩受拉的主要原因;中跨合拢前互推两侧梁体,可以有效改善桥墩受力。     

车辆前钢板弹簧的有限元计算模拟

在汽车车架有限元计算中，必须考虑前钢板弹簧整个车架有限元模型中的如何模拟，本文介绍的前钢板弹簧采用变截面的梁单元，可得到令人满意的结果。     

重型商用汽车车架轻量化设计

车架是汽车的主要承载构件,其功用是承受来自车内外的各种载荷,连接汽车的各大总成及各种车用设备,结构型式主要取决于汽车的总布置要求。深入研究车架的承载特性是车架结构设计改进和优化的基础,也是保证整车性能的关键。本文以某载货车车架为研究对象,建立了车架有限元分析模型;通过该车架模态仿真,验证了有限元模型的正确性;根据载货车的承载特点和行驶工况,对该车架在满载弯曲工况和满载扭转工况的静态应力分析,考察某载货车车架在典型工况下的应力分布,以此评价车架设计的合理性。在以上分析的基础上,本文对车架的连接横梁进行了结构优化,并对改进方案进行了有限元分析,通过与原结构的动态性能对比分析,确定了结构改进的可行性。     

低速载货汽车车架静动态特性分析

三维造型软件Pro／E建立YT5815P型车架的三维实体模型,将其导入ANSYS后,采用板壳单元离散车架,建立车架有限元模型。基于车架有限元模型的基础上,应用有限元法对其进行静动态特性分析,动态特性分析包括模态分析、谐响应分析及瞬态动力学分析。通过静力分析,获得了车架在弯曲工况和扭转工况下的应力及变形分布情况;模态分析采用试验与计算机仿真相结合的方法,获得了车架自由状态下的固有频率、振型特征,同时,车架有限元模型得到试验模型的验证;对车架进行谐响应分析以及瞬态动力学分析有助于提高系统的稳定性及乘坐舒适性。最后,综合分析结果,对车架结构提出了一些改进建议。     

基于ANSYS的两栖专用车车架静动态性能分析

介绍了水陆两栖专用车车架的结构特点,在ANSYS中建立了基于板壳单元的车架有限元计算模型,并利用link11与beam4单元模拟悬架,对该有限元计算模型作了满载静态工况下的应力及变形分析,校核了该车架的强度与刚度,并对车架作模态分析,得到了车架的固有频率及振型特征,并提出了设计车架的改进意见。     

薄壁高墩连续刚构桥的线性稳定分析

结合龙潭河大桥的工程实例,利用有限元程序ANSYS,分别选用梁单元和壳单元建立有限元模型,对施工和成桥阶段进行线性稳定分析。结论表明：采用梁单元模型对薄壁高墩刚构桥进行稳定分析能得到满意的效果,两种单元模型对比分析得出了一些对该桥初步设计具有参考意义的结论。     

节能车车架选型和轻量化设计

在ANSYS9．0中以梁单元理念建立车架的有限元模型。在材料、梁截面一致的情况下,计算上浮式、下沉式两种车架结构的强度和刚度,确定出更优化的车架结构;在较优的车架结构基础上,换用多种截面类型的梁进行有限元分析,计算出满足强度和刚度时梁的最小截面积,实现车架的轻量化,从而达到节能目的。     

基于轻卡某重载版车型车架系统有限元分析

车架是整个汽车的基体,其功用是支承连接汽车的各零部件,并承受来自车内、外的各种载荷。文章基于轻卡某重载版3308mm轴距的产品,首先对车架系统的主要零部件进行介绍,然后通过有限元分析软件Hypermesh分析车架的模态、弯曲工况和扭转工况下的受力情况,分别得到各种工况下车架总成及各零部件的应力、位移,最后进行刚度、强度、以及整个车架布置合理性的分析。     

基于ANSYS Workbench的ZL50型装载机前车架疲劳寿命分析

文中基于CAE技术,对ZL50型装载机前车架进行结构分析与疲劳寿命分析。应用PRO/E软件建立前车架模型,将模型导入ANSYS Workbench软件中,得到装载机前车架的有限元模型;考虑装载机实际工况,通过对有限元模型进行静态分析,获得前车架在作业过程中应力与变形情况,并用有限元方法对其疲劳寿命进行分析评估;根据ANSYS Workbench软件得出的计算结果,找出应力集中点和容易产生疲劳失效的部位,为进一步分析提供指导。     

拱形钢桁梁桥结构分析与构造细节设计

钢桁架结构通常节点密集,设计复杂多样。现结合绍兴市某拱形下承式钢桁梁桥,介绍其总体布置、结构设计,并基于有限元分析理论,采用通用有限元软件ANSYS对该桥的活荷载计算模式、上下弦杆节点、梁端节点、横肋与下弦杆及小纵梁相交节点的构造细节设计进行计算对比分析。研究表明,整体式节点设计中节点板处竖杆腹板采用渐变断开式设计,可满足应力、屈曲稳定的要求;拱梁结合点处的应力集中范围与大小受圆弧半径、支点相对位置的影响,支点靠近拱梁结合点对结构受力有利;支撑桥面板的横肋下翼缘可与小纵梁、下弦杆采用半刚性节点,虽一定程度上会增大翼缘断开范围腹板应力,但整体应力水平较低。     

车辆-模数式伸缩缝耦合振动与冲击荷载分析

为研究导致伸缩缝及其相邻路面损坏的车轮冲击荷载,以桥梁工程中常用的模数式伸缩缝为例,提出一种车辆-桥梁-模数式伸缩缝耦合振动的分析方法。该方法通过分布式弹簧阻尼单元模拟车轮在伸缩缝上的脱空情况;采用等效悬臂或两侧支撑梁模型,考虑脱空段轮胎面的支撑作用,通过车辆-桥梁-伸缩缝耦合振动的迭代算法,实现模数式伸缩缝上的车轮动力荷载的准确模拟,并对载重汽车通过双缝模数式伸缩缝进行实例分析。研究结果表明：①由于伸缩缝结构和车轮位置的变动,很难保证车辆振动的对称性,因此需要采用三维有限元方法分析车轮冲击荷载;②伸缩缝空隙处轮胎面的支撑有助于减小车轮冲击荷载,该支撑刚度与胎面预拉应力密切相关,胎面预拉应力越大,支撑刚度越大,轮载冲击系数越小;③车辆不对称振动导致左右轮冲击系数不同,模数式伸缩缝的中梁跨中冲击系数最大;④模数式伸缩缝上的轮载冲击系数计算值可能超过中国伸缩缝设计指南规定值,该方法可用于确定模数式伸缩缝的最大容许间隙,使车轮冲击荷载小于设计值,以保障伸缩缝的安全服役。     

模数式桥梁伸缩缝疲劳寿命分析与结构优化

为提高伸缩缝结构的强度和疲劳寿命，提出了一种考虑移动车轮荷载的伸缩缝结构动力响应计算方法，该方法同时考虑了车轮的竖向与水平冲击荷载，这些冲击荷载作用在内力影响线分析得到的最不利作用点上。在动力分析基础上，采用包含有效缺口应力、雨流计数和线性累计损伤理论的结构疲劳寿命分析方法，评估了模数式伸缩缝的疲劳寿命。针对伸缩缝结构强度与疲劳寿命的不足，依次提出了4种结构优化方法：①优化焊趾结构，减小应力集中。②增设单中梁支撑肋板，提高局部抗弯刚度。③增设双中梁支撑肋板，均匀提高抗弯刚度。④增设带横向连接的双中梁支撑肋板，同时提高局部抗弯和抗扭刚度。研究结果表明：中梁与横梁的连接焊缝和中梁跨中是典型的双缝模数式伸缩缝的易损位置。中梁与横梁的连接焊缝上的最大Mises应力超过了Q345级钢材的屈服应力，疲劳寿命远小于中国桥梁规范要求的200万次。优化焊趾结构无法满足强度要求；增设单中梁或双中梁支撑肋板能够能使结构满足强度要求，但无法达到规范要求的疲劳寿命；增设带横向连接的双中梁支撑肋板，可以达到强度和疲劳寿命要求。     

重型汽车双层车架结构传力特征分析

在研究铆钉连接传力特征的基础上,对双层槽钢的车架铆钉连接的不同方式进行分析,研究表明其内层槽钢的受力与铆钉的分布有关。据此理论设计的车架结构经试验和用户使用证明是成功的。     

钢管混凝土系杆拱桥关键节点的受力行为

为研究钢管混凝土系杆拱桥关键节点的受力行为,以某钢管混凝土系杆拱桥为工程背景,采用有限元方法对其全过程非线性受力行为进行深入分析。首先,建立钢管混凝土拱桥整体模型,对其整体受力行为进行分析,提取系杆拱桥关键节点在设计荷载工况下的最不利内力情况;然后以力边界条件形式施加给节点三维精细有限元模型,对拱脚节点和拱肋吊装节点在设计荷载工况下进行应力分析,探讨2种节点在设计荷载工况下的受力行为;最后,考虑材料非线性行为,采用弧长法对2类节点极限承载力进行分析,探讨其承载非线性行为及安全储备。研究结果表明:这2种节点构造形式在设计荷载工况下均安全可靠,且具有较大的安全储备;拱脚节点区拱肋钢管与系梁上翼缘板相交处存在明显的应力集中现象,该处构造复杂,焊缝多,设计时应重点关注;吊装节点区下弦钢管径向刚度小,采用环向加劲肋加强后,对钢管刚度及承载力均有显著改善。     

车辆动荷载对水闸交通桥结构安全的影响

为了研究水闸与市政道路联合布置时,闸上交通桥车辆动荷载对水闸结构安全和交通安全的影响,以上海市奉贤区南门港水闸为研究对象,建立三维有限元模型,采用线性时程分析法计算了车辆动荷载下交通桥的应力分布。经计算分析,车辆动荷载产生的应力主要由交通桥主梁承担,对水闸主体结构应力影响不大,闸路结合的方案总体是合理的;在不同的车辆参数(标准车辆和吊车,车速分别为60 km/h、80 km/h、100 km/h)和不同车流量下,交通桥主梁跨中应力峰值均不相同,因此为提高水闸运行的安全性,应对过闸车辆限速限载。     

大位移公路桥梁伸缩缝的动力定位耦合数值模拟研究

基于有限元软件ABAQUS,对大位移公路桥梁伸缩缝的动力定位耦合数值模拟进行了研究。结果表明,随着支承刚度的增加,伸缩缝最大水平位移、竖向位移响应随之减小。当支承刚度从50050 N/mm增加到80050N/mm时,伸缩缝中梁最大水平位移响应减小60.71%,最大竖向位移响应减小38.36%。当中梁支承刚度>50050N/mm,速度为81.5km/h时,增大支承刚度对伸缩缝中梁冲击影响较小。随着速度增大,伸缩缝中梁水平向振动位移和竖向振动位移变化规律趋于一致。与双辆车同时同向通过伸缩缝相比,单辆车通过伸缩缝时,最大竖向位移相差较小,最大水平向位移则明显要小。在单辆车通过伸缩缝时,最大竖向位移相差较小,最大水平向位移明显要大于双辆车同时反向通过的位移。     

Spatial Dynamics of Multibody Tracked Vehicles Part I: Spatial Equations of Motion

In this paper, the nonlinear dynamic equations of motion of the three dimensional multibody tracked vehicle systems are developed, taking into consideration the degrees of freedom of the track chains. To avoid the solution of a system of differential and algebraic equations, the recursive kinematic equations of the vehicle are expressed in terms of the independent joint coordinates. In order to take advantage of sparse matrix algorithms, the independent differential equations of the three dimensional tracked vehicles are obtained using the velocity transformation method. The Newton-Euler equations of the vehicle components are defined and used to obtain a sparse matrix structure for the system dynamic equations which are represented in terms of a set of redundant coordinates and the joint forces. The acceleration solution obtained by solving this system of equations is used to define the independent joint accelerations. The use of the recursive equations eliminates the need of using the iterative Newton-Raphson algorithm currently used in the augmented multibody formulations. The numerical difficulties that result from the use of such augmented formulations in the dynamic simulations of complex tracked vehicles are demonstrated. In this investigation, the tracked vehicle system is assumed to consist of three kinematically decoupled subsystems. The first subsystem consists of the chassis, the rollers, the sprockets, and the idlers, while the second and third subsystems consist of the tracks which are modeled as closed kinematic chains that consist of rigid links connected by revolute joints. The singular configurations of the closed kinematic chains of the tracks are also avoided by using a penalty function approach that defines the constraint forces at selected secondary joints of the tracks. The kinematic relationships of the rollers, idlers, and sprockets are expressed in terms of the coordinates of the chassis and the independent joint degrees of freedom, while the kinematic equations of the track links of a track chain are expressed in terms of the coordinates of a selected base link on the chain as well as the independent joint degrees of freedom. Singularities of the transformations of the base bodies are avoided by using Euler parameters. The nonlinear three dimensional contact forces that describe the interaction between the vehicle components as well as the results of the numerical simulations are presented in the second part of this paper.     

预制节段干接缝体外预应力混凝土简支梁抗剪性能试验

预制节段干接缝体外预应力混凝土梁是一种适应于快速化施工的新型桥梁结构形式,然而预制节段干接缝体外预应力混凝土梁的斜截面抗剪破坏机理尚不明确。针对此类状况以文献[18]中推荐的箱型截面为原型,进行4根预制节段干接缝体外预应力混凝土梁和3根整体式体外预应力混凝土梁的1：8缩尺模型试验,揭示不同剪跨比（1.5,2.0和2.5）、接缝类型（整体式接缝和干接缝）以及接缝数量（2和4）对预制节段干接缝体外预应力混凝土梁斜截面抗剪性能的影响。在试验过程中观测裂缝的发展,记录体外束应力增量、挠度发展规律、接缝张开情况和破坏形态。试验结果表明：体外预应力预制节段干接缝混凝土梁在键齿处容易产生裂缝;剪跨比是影响节段梁和整体梁抗剪承载力的主要因素,随着剪跨比增大,节段梁和整体梁的抗剪承载力明显降低;在剪跨比小于或等于2.0时,预制节段干接缝体外预应力混凝土梁的抗剪承载力小于相应的整体式混凝土梁的抗剪承载力;根据节段式混凝土梁的接缝是否张开,节段式混凝土梁的受力过程可划分为接缝张开前、后2个阶段;在接缝张开前,节段式混凝土梁的力学行为与整体式混凝土梁的无异;接缝张开前、后,节段式混凝土梁的力学行为发生改变;接缝是控制梁抗剪承载力的主要因素,但接缝数量对节段式混凝土梁抗剪承载力的影响不显著。