刚柔耦合建模技术在横置钢板弹簧独立悬架中的应用

钢板弹簧是汽车悬架系统常用的弹性元件．利用机械系统动力学软件ADAMs建立刚柔耦合的横置钢板弹簧独立悬架系统的仿真模型，并进行了仿真分析和试验研究．悬架仿真分析的结果与试验数据基本吻合，说明刚柔耦合建模技术在横置钢板弹簧独立悬架中的应用是成功的。     

伊犁试验路温度、时间及路基深度关系分析

基于ORIGN软件对新疆伊犁试验路采集的温度数据进行分析,研究温度与时间、路基深度的关系。结果表明:高斯公式可作为伊犁地区月平均温度与时间的数学模型;通过温度与地基深度关系数据分析可得,随着土壤深度的增加,地温最高值或最低值出现的时间逐渐延迟。高温季节温度随深度的增加线性递减,低温季节温度随深度的增加线性递增,可采用直线式作为该地区温度与路基深度的数学模型。     

车辆-轨道耦合动力学系统可视化仿真

为了提高车辆-轨道耦合动力学系统可视化仿真的逼真度,采用迹线法计算了车轮踏面接触轮廓面,以平面方式表现轮轨动态接触关系,钢轨以梁的形式参与振动,通过实时建立具有一定垂向、横向和扭转振动形态的钢轨模型来模拟钢轨的振动行为。仿真结果表明,在保证优良的实时性的同时,可以清晰地观察轮轨接触点的变化情况,免去了在复杂的三维场景中变换视点的操作,使轮轨动态接触关系更简洁,通过实时创建钢轨模型,使钢轨振动行为的模拟更逼真。     

基于模态分析技术的结构动应力研究

将结构固有动力特性和外部环境激励(确定性荷载及环境随机因素)联系在一起,运用实验模态分析技术和结构强度理论,分离出实际工作环境下结构的主导模态及其模态参与因子,从而将一静动耦合力作用下的空间复杂应力状态问题转化为各阶模态相互作用下的简单应力状态(模态形态下)问题进行结构动强度分析,对损伤结构在各阶模态对应动应力和静载相互作用下的破坏形式及其规律做合理的解释.通过带损伤的简支梁模型进行数值模拟计算及破坏试验以研究结构破坏的规律等问题.     

简支梁桥有载频率分析

根据桥梁固有频率的定义求解桥梁振动微分方程，给出了列车荷载作用下简支梁桥有载频率的解析表达式．研究表明，桥梁有载频率与其上作用车辆的简化模型、过桥车辆数、行车速度以及桥梁跨度等有关：1辆车简化为4个或2个轮对时，桥梁有载频率很接近，比较符合实际情况；车辆总长超过桥梁跨度时，桥梁有载频率呈稳定的周期性变化；桥梁有载频率随时间变化，与车辆在桥上的位置有关，且行车速度越快，频率变化越快。     

有碴轨道下沉变形参数影响分析

为理解轨道下沉变形产生与发展机理及主要影响参数,以道床下沉为例,运用车辆-轨道耦合动力学理论和轨道下沉变形法则,借助已开发的仿真分析程序,分析了运营条件与轨道结构参数对道床下沉变形的影响。分析结果表明:车辆运行速度、车辆轴载、线路运量是轨道下沉破坏主要控制因素;采用重型钢轨、大截面尺寸轨枕和重质道碴可以降低道床下沉量;轨枕间距大,道床弹性模量高,不利于道床下沉变形的控制;当路基K30模量小于90MPa.m-1时,道床下沉量随着K30值的增加而增大,当K30值大于90MPa.m-1时,随着K30值的增加道床下沉量反而降低。可见,为了阻止有碴轨道下沉变形,应注重轨道结构参数的匹配,合理安排运输。     

基于车桥耦合的三跨连续拱梁组合桥冲击系数研究

为合理分析和计算桥梁结构各关键部位的冲击系数,以三跨连续拱梁组合桥为例进行分析。分别利用MATLAB和ANSYS建立11自由度的三维车模型和有限元模型。采用车桥耦合迭代的方法,得到桥梁关键部位在车辆荷载作用下的振动响应。研究结果表明:车辆在任何车道行驶时,边主梁、边拱肋及斜吊杆的冲击系数都大于相应中主梁、中拱肋及直吊杆;随着桥面平整度等级的增加,各关键部位的冲击系数与振动系数的关系满足均幂函数,且呈非线性增长;随着车速的增加,车辆在不同车道行驶时其规律性不一致,在快车道冲击系数呈现先增大后减小的趋势,在中车道呈现先增大后减小再增大的趋势,在慢车道呈现一直增大的趋势;随着车重的增加,冲击系数减小的幅度呈现逐渐减小的规律,轻车低速对桥梁的冲击效应更加显著;大多数工况下端部短吊杆的冲击系数均大于规范值,因此,在桥梁设计中应更加注重短吊杆的抗疲劳设计。     

边坡失稳对两岔河大桥影响数值分析

以两岔河大桥工程为研究对象,采用ABAQUS软件,基于有限元—离散元耦合分析技术,建立能够精确反映地形地质条件的精细地质力学模型。在此基础上,建立数值分析模型,对上游侧陡崖边坡破坏模式以及上游侧陡崖失稳对邻近桥梁安全影响进行分析。研究结果表明:上游侧陡崖边坡的破坏模式是错落式破坏;上游侧陡崖边坡失稳后,破坏岩体将可能撞击桥梁墩台底部,从而导致桥梁垮塌;并根据破坏模式给出了相应的整治建议措施。     

制动盘热机械耦合仿真系统的开发

为实现制动盘不同工况下热机械耦合仿真分析,采用APDL(ANSYS Parametric Design Language)语言编程实现仿真过程的参数化,同时通过UIDL(User Interface Development Language)语言及TCL/TK语言编写界面,开发了嵌入ANSYS系统内部的仿真集成系统。提出的方法可为制动盘及其他车辆制动部件的热机械耦合仿真工作提供有效的指导和依据,开发的仿真系统具有一定的实用价值。     

基坑工程内支撑抱箍式活络头试验研究

为了研究传统基坑工程钢支撑活络头和不同接触面处理(无滚花、直纹滚花、网纹滚花)的新型抱箍式活络头刚度特性和极限承载力,进行了室内原型试验,观察其受力过程和破坏特征,分析了不同设计参数对位移、应变、承载力的影响。试验研究结果表明:抱箍式活络头整体刚度高于单缸千斤顶支顶活络头,在荷载为2 000 k N时,单缸千斤顶支顶活络头位移约是抱箍式活络头的1.5~4倍;在正常使用状态下,试件可重复使用;在达到极限承载力时,抱箍式活络头发生微小脆性滑移破坏,滑移之后可继续承载;由于底部螺栓的夹持作用,抱箍式活络头调节长度短时,即接触面积大时,承载力反而减小;在轴向压力作用下,抱箍式活络头螺栓预拉力基本不变。总体上看,抱箍式活络头具有良好力学特性,有助于提高基坑工程内支撑体系的安全性和稳定性。