基于实桥加载的钢桥面铺装数值模型优化

为保证数值分析的准确,以铺装层与钢板间的最大纵向剪应力和铺装层表面的横向最大拉应变为指标,对数值模型的横向尺寸、纵向尺寸、横隔板底约束以及单元大小等参数进行分析,得到优化模型.同时,以上海市桃浦路蕴藻浜桥工程为实桥研究对象,利用光纤光栅传感器对实桥铺装层的表面横向应变、纵向应变以及铺装层间横向应变、纵向应变进行静栽测试,并与计算值对照验证.研究结果表明:模型的横向尺寸取7个U肋的距离为最优尺寸;纵向取3跨时已可以保证计算精度,简支约束更能符合桥面整体约束状态;横隔板底部的约束应采用全固定约束.采用优化模型分析得到的计算值与实桥加载得出的实测值变化趋势基本一致,仅个别工况点位存在差异.     

沥青混凝土铺装层对桥面结构力学性能影响的有限元分析

采用有限元法,分析了沥青混凝土铺装层对桥面结构力学性能影响,结果表明,铺装层最大横向拉应变和拉应力均比最大纵向应变及拉应力大很多,且在沥青混凝土上表面出现;纵向最大拉应力要比横向最大拉应力明显小;铺装下层拉应力要比铺装上层拉应力小,横桥向最大拉应力比纵桥向最大拉应力要明显大;在行车荷载作用下,荷位对铺装各层剪应力影响较小。层间最大横向剪应力要比层内的最大剪应力、层间纵向最大剪应力大很多,横隔板支撑作用随着荷位不断向横隔板靠近越来越明显,这为桥面铺装设计规范化的发展积累提供了参考。     

大跨径斜拉桥桥面铺装在活载作用下的力学特点

应用有限元分析软件MIDAS对润扬长江公路大桥北汊斜拉桥进行了成桥阶段的静力分析,并将计算得的整桥力学特点通过局部模型边界条件,反映在局部正交异性板桥面铺装有限元模型上。研究表明斜拉桥主梁轴向受力这一力学特点对桥面铺装将产生直接的影响。跨中主梁轴向受拉部分增加了该处桥面铺装的纵向拉应力,非跨中主粱轴向受压部分削减了该处桥面铺装的纵向拉应力。因此在做同类型的桥面铺装设计时,应以跨中截面作为控制截面。     

基于可靠度指标的桥面铺装层设计参数确定

通过对桥面铺装层力学性能的分析研究,确定对铺装层力学性能与其设计参数的关系,如铺装层最大横向拉应力、最大横向剪应力及其表面最大弯沉与铺装层厚度之间的关系;铺装层最大横向拉应力、最大横向剪应力、最大横向拉应变、最大纵向拉应力、最大纵向剪应力、最大纵向拉应变与铺装层材料弹性模量之间的关系,建立了桥面铺装层可靠度计算模型,确立可靠度指标与铺装层设计参数的关系,为桥面铺装可靠性设计提供依据。     

空心板桥设置横隔板对桥面铺装层力学性能的影响

以装配式预应力混凝土空心板桥为研究对象,利用有限元程序Midas/Civil建立空心板桥空间实体有限元计算模型,在对称荷载与偏载作用下,分别对无横隔板、端部设置横隔板、端部与跨中均设横隔板3种情况下的装配式预应力混凝土空心板桥的桥面铺装层进行力学性能分析,以了解空心板设置横隔板后对桥面铺装位移及应力分布的影响.计算结果...     

大跨径钢桥沥青铺装疲劳应变三结构体系计算方法

为解决钢桥面沥青铺装疲劳设计应变没有解析公式的问题,进行了整桥平面弯曲应变简化计算模型、钢箱梁扭转横向弯拉应变计算简化模型、局部钢桥面沥青铺装叠层梁应变简化模型等3个结构体系的分析,采用弹性支承多跨连续梁模型与弹性地基梁模型,结合拉索当量支撑刚度、主梁抗弯刚度、钢箱梁截面抗扭刚度、桥面板加劲肋当量支撑刚度等作为计算参数...     

大跨径斜拉桥设纵隔板对钢桥面铺装力学特性的影响

利用通用有限元ANSYS软件,计算分析大跨径斜拉桥设纵隔板对钢桥面铺装力学特性的影响,并分析纵隔板两侧加劲肋刚度对钢桥面铺装受力的敏感性.结果表明,铺装层表面最大横向拉应力/应变最不利荷位是荷载对称施加于一加劲肋正上方且紧靠纵隔板一侧,该荷位作用下计算加劲肋的挠跨比控制在要求的1/800～1/1 700范围内;铺装层表面最大纵向拉应力/应变和最大竖向位移最不利荷位均是荷载施加于相邻两加劲肋中心之间的正上方且跨过纵隔板.同时指出纵隔板上方铺装层表面出现更明显的应力集中,它可以通过改变纵隔板两侧加劲肋刚度得以降低,而且纵隔板上方铺装层表面最大横向拉应力/应变与纵隔板两侧加劲肋刚度有很好的相关关系.     

正交异性钢桥面铺装有限元分析方法的比较

目前用于正交异性钢桥面铺装结构受力研究的有限元方法有5种:混合单元法、子模型法、预应力简化模型法、整体模型法、局部简化模型法。研究建立相同条件的5种有限元模型,应用单梁模型对混合单元模型的正确性进行了验证,并详细分析了施加横向和纵向预应力的大小对桥面铺装各向受力的影响。将各模型计算得到的应力应变结果与整体模型法计算得到的应力应变进行比较,最终得出混合单元法所得的应力应变最接近整体模型法所得结果。     

钢箱梁桥面铺装体系结构优化研究

采用有限元分析的结构优化设计方法对钢箱梁桥面铺装体系进行整体优化研究。建立钢桥面铺装体系的有限元模型,选择包括钢板厚度、梯形加劲肋刚度、横隔板间距、铺装厚度等结构参数作为设计变量,建立铺装最大拉应力、铺装与钢板层间最大剪应力、加劲肋挠跨比、钢桥面板最大拉应力等指标的约束条件,采用零阶方法进行优化计算。结果表明,优化设计可以节省材料,降低造价。通过减小梯形加劲肋间距和横隔板间距,增大桥面板厚度和梯形加劲肋高度,可改善铺装的受力状况。     

基于桥面铺装材料与复合结构的力学响应研究

基于现场实测数据,并采用有限元软件,对桥面铺装材料及铺装结构进行建模与力学响应分析。结果表明,基于实测数据建立的桥面铺装材料的永久变形预估模型具有良好的适用性与有效性,其模型系数达0.907。铺装材料的模量经反演计算,其误差仅为3.71%。沥青层内最大拉应力、沥青层与混凝土铺装层间剪应力的临界荷位是小箱梁跨中的中心（A1）;上下面层拉应变的临界荷位均为小箱梁支座处腹板上方（B3）;沥青层最大剪应力的临界荷位是小箱梁跨中腹板上方（A3）。     

匝道钢桥面沥青铺装简化设计方法

选用叠层连续梁作为计算基本模型,将沥青铺装表面的最大弯拉应变以及钢面板与沥青铺装界面最不利剪应力作为设计控制指标,以实体工程的结构参数作为计算模型参数,采用有限元计算方法,分别计算分析了大纵坡、超高横坡条件造成铺装表面产生的水平力及其对铺装结构内部应力应变的影响.根据计算结果提出修正基本模型计算结果的方法与具体修正系数的计算.在此基础上提出匝道钢桥面沥青铺装简化设计方法.最后,以实体工程为例,将该设计方法用于工程实践.实践证明,以叠层连续粱为基本模型,考虑纵、横坡度修正后进行匝道钢桥面沥青铺装设计是可行的.     

悬架调校对车身纵梁应力分布的影响

针对某车型悬架调校后导致前纵梁支架失效的问题,建立了前、后悬架ADAMS虚拟仿真模型和有限元分析模型,分析了在各种工况下悬架调校前、后的前纵梁支架受力变化情况,找出了前纵梁失效的根本原因。针对该原因对悬架重新进行了调校,对纵梁支架进行了工艺改进,并采用有限元模型和试验进行了验证。结果表明,改进方案行之有效。     

车速控制系统自适应油门控制器设计

在分析非线性车辆纵向动力学模型及简化模型基础上，采用一种简化非线件模型设计自适应油门控制器，并应用李亚谱诺夫理论证明了传动系统存在动态过程时控制系统的稳定性。通过对基于简化线性和非线性模燃的自适应控制器的仿真研究，结果表明后者具有更好的收敛性。试验结果也进一步表明，基于非线性模型的自适应控制器可以通过自适应调节减小参数不确定造成的干扰，当传动系统存在动态过程时可以保证车速跟踪误差有界。     

整车多轮动载作用下沥青路面动力响应

车辆荷载作用下沥青路面各结构层受力复杂，现行公路沥青路面设计规范未能考虑车辆振动特性和橡胶轮胎非线性。为研究整车多轮动载作用下沥青路面动力响应，基于车辆动力学、橡胶材料超弹性及沥青路面黏弹性理论，构建整车-橡胶轮胎-沥青路面三维有限元模型，与实际车-路现场测量比较验证本模型的可靠性，对比分析无路面不平度与B级路面不平度激励下，路面各结构层动力响应。结果表明：通过与实际车-路测量结果比较，沥青层底部纵向最大剪应变与实测值误差为5.889%，表明该车-路动力学模型可靠、合理；B级路面不平度激励下，后轴左单轮接地法向力为0~86.526 kN，车体法向振动加速度为-0.451~0.372 m·s^-2，后轴左悬架弹力为60.376~68.42 kN；与无路面不平度相比，后轴左单轮最大接地法向力、车体最大法向加速度、后轴左悬架最大弹力分别增加113%、402.7%、7.4%；与无路面不平度相比，沥青路面上、中、下面层纵向最大压应力分别增加18.91%、12.4%、21.1%，纵向最大拉应力分别增加3.94%、6.25%、33.3%；横向最大压应力分别增加10.43%、8.47%、9.19%，横向最大拉应力分别增加12.19%、13.08%、33.33%，且压应力数值远大于拉应力；竖向最大压应力分别增加19.1%、19.35%、20.07%，竖向最大拉应力分别增加26.93%、7.38%、6.2%，且前轮压应力大于中、后轮压应力。以上数据说明路面不平度对结构层响应影响较大，车辆振动特性及橡胶轮胎与路面非线性接触不容忽略。     

基于环模型的轮胎有限元建模与仿真研究

为了提高仿真模型的计算效率,基于环模型理论系统研究了轮胎二维有限元模型的建模技术、参数确定方法和轮胎包容特性分析技术.从试验与仿真结果对比分析可知,利用有限元方法基于轮胎REF模型建模,在对轮胎胎侧弹性进行非线性模型修正后,得到的轮胎低速滚动仿真结果与试验结果基本吻合,验证了轮胎模型的有效性,同时为车辆一地面系统虚拟试验提供了一种实时高精度的轮胎面内特性仿真建模方法.     

特长引水隧洞洞内横向贯通精度仿真计算和分析

为解决特长引水隧洞洞内带状平面控制网精度难以提高、横向摆动和贯通误差大等问题，结合新疆某特长引水隧洞洞内平面控制测量的实际情况，设计一种混合固定测站和自由测站观测值的隧道洞内平面控制测量新网形。首先，利用计算机模拟仿真的方法生成该平面控制测量网形的模拟观测值，经过相应处理可以估算出隧道洞内横向贯通误差； 然后，按照设计网形对该引水隧洞洞内平面控制网进行实际测量。实测结果表明，采用该网形观测得到的洞内平面控制网，各项精度指标均能满足隧道二等要求，并且根据实测数据估算的洞内横向贯通精度与仿真计算结果较为接近，从而验证了所采用的仿真计算方法用于估算隧道洞内平面控制网精度的可行性和可靠性。     

PC连续箱梁悬臂段空间效应的影响参数研究

为了分析采用移动模架法进行逐段现浇的PC（Prestressed Concrete）连续箱梁悬臂端底板出现纵向裂缝的原因,结合工程实例,采用有限元方法建立了3种不同计算模型进行比较,确立了一种高效而又精确的有限元计算模型,并通过对箱梁悬臂段空间效应及相关影响参数的研究,分析了底板纵向裂缝的形成原因。研究表明：端部预应力纵向分量和门形吊架支反力是导致悬臂端底板横向拉应力过大而出现纵向裂缝的主要因素。简单地采用增加底板宽度、厚度等措施并不能有效降低悬臂端底板横向拉应力,必须从结构、力学及材料3个方面采取综合的裂缝防治措施。     

Study on Model Experiment of Prestressed Concrete Skewed Box Girder with Transversely Segmental Construction

he　prestressed　concrete　skewed　box　girder　with　transversely　segmental　construction　was　brought　out　on　the　basis　of　the　need　in　the　engineering,both　model　experiments　and　FE　analysis　of　the　presented　construction　and　the　beam　box　with　integral　construction　were　carried　out　With　the　analysis　of　the　obtained　data　by　mathematical　statistics,comparison　of　table　and　graph,and　the　corresponding　FE　analysis,the　difference　of　mechanical　performances　of　both　constructions　was　analyzed　under　various　experimental　loading　cases　The　results show　that　(1)　the　deflection　of　the　presented　construction　is　about　53%　larger　than　that　of　the　beam　box　with　integral　construction,the　longitudinal　strain　is　135%　larger　than　that　of　the　latter,and　the　longitudinal　strain　of　the　cast　concrete　is　59％　as　large　as　that　of　the　same　area　at　the　beam　box　with　integral　construction　before　concrete　cracking;　(2)　there　exists　stress　redistribution　in　the　cross-section　of　presented　construction,which　can　restrain　the　tensional　distortion　of　the　wet?joint,and　the　value　of　the　stress　cannot　be　computed　by　the　current　FE　program     

A data-driven dynamics simulation framework for railway vehicles

The finite element (FE) method is essential for simulating vehicle dynamics with fine details, especially for train crash simulations. However, factors such as the complexity of meshes and the distortion involved in a large deformation would undermine its calculation efficiency. An alternative method, the multi-body (MB) dynamics simulation provides satisfying time efficiency but limited accuracy when highly nonlinear dynamic process is involved. To maintain the advantages of both methods, this paper proposes a data-driven simulation framework for dynamics simulation of railway vehicles. This framework uses machine learning techniques to extract nonlinear features from training data generated by FE simulations so that specific mesh structures can be formulated by a surrogate element (or surrogate elements) to replace the original mechanical elements, and the dynamics simulation can be implemented by co-simulation with the surrogate element(s) embedded into a MB model. This framework consists of a series of techniques including data collection, feature extraction, training data sampling, surrogate element building, and model evaluation and selection. To verify the feasibility of this framework, we present two case studies, a vertical dynamics simulation and a longitudinal dynamics simulation, based on co-simulation with MATLAB/Simulink and Simpack, and a further comparison with a popular data-driven model (the Kriging model) is provided. The simulation result shows that using the legendre polynomial regression model in building surrogate elements can largely cut down the simulation time without sacrifice in accuracy.     

采用模拟缸盖技术缸孔变形的数值分析与试验研究

建立了缸体,缸盖的仿真模型:对装配模拟缸盖和真实缸盖的缸体的缸孔变形进行了数值模拟;并在相同状态下进行静态测量。试验结果表明:采用模拟缸盖技术加工的缸体,在装配缸盖后缸孔圆度、圆柱度较加工后精度变化小,圆度误差减小了近90%,可以很好的保证缸体在装配模拟缸盖后与缸体机机后缸孔精度的一致性。