考虑流场影响下破冰船艏部结构响应研究

通常考虑船-冰碰撞附连水的水动力效应有附加质量法和流固耦合法。本文建立了破冰船破冰场景,基于流固耦合法进行了数值仿真计算,分析了水域流场对船体的冲击压力变化、流场的速度分布变化以及流场的动能变化。同时与附加质量法的计算结果进行了比较,对比分析了船艏的碰撞力大小、损伤变形以及局部冰载荷等差异,揭示了流场对船-冰碰撞的影响规律,对于破冰船结构设计具有重要的参考价值。     

三维图像技术在船舶结构设计的应用

针对船舶设计结构影响二氧化碳流通性能的问题,以增加船舶二氧化碳流通量为目的,提出三维图像技术在船舶结构设计的应用。通过计算船舶支柱的灵敏度,寻找到船舶支柱布局优化的最优解,优化船体支柱布局,完成船舶结构布局优化的数学模型建立;采用两栖三体的船结构,设计错杂的剖面车架构件,实现船舶结构设计。实验结果证明,基于三维图像技术的船舶结构设计方法与基于知识工程的船舶结构设计方法相比,船舶二氧化碳的流通量大大提升。     

基于实测数据的曲线轨道处钢轨横截面载荷研究

铁路具有运量大、运输密度高、车辆轴重大等特点,其对轨道结构的冲击作用力相当大,容易导致钢轨磨损以及轨道部件破损,降低行车安全性。曲线轨道作为线路的重要组成部分,具有转向角和外轨超高的特点,因此列车通过时,轨道的受力状况会发生变化,导致车辆晃动、轨道磨耗加剧。为研究小半径曲线处钢轨的受力状况(包括垂向力和横向水平力),奥地利联邦铁路公司下属基础设施股份公司(?BB-Infrastruktur AG)开展了一项课题研究。研究目的是基于实测数据创建小半径曲线上钢轨横截面的垂向力和横向水平力载荷谱,并基于所创建的载荷谱估算小半径曲线中钢轨的寿命。     

城市轨道交通槽形梁对桥上轨道结构声辐射的遮蔽效应研究

城市轨道交通高架线路的声振问题已成为限制其发展的关键因素之一.桥型和材质决定了混凝土槽形梁会对桥上轨道结构的声辐射产生很大的影响.本文利用多体系统动力学软件UM建立地铁车辆-橡胶浮置板-槽形梁耦合动力学模型,求解该系统的动力学特性;以橡胶浮置板的动力学频域响应作为声学边界条件,采用有限元-边界元方法分析了该减振轨道的声辐射特性;在此基础上对比分析橡胶浮置板减振轨道在自由声场与考虑槽形梁腹板遮蔽效应时的声辐射特性,研究槽形梁对桥上轨道结构声辐射传播的影响.研究结果表明:槽形梁遮蔽效应对桥上轨道结构的线性声压级和总声压级等声辐射特性有很大影响;槽形梁能够明显减弱桥上轨道结构在桥下部分范围内的声辐射传播.     

硬岩掘进机液压阀块设计方法

为了改善基础振动下液压阀块流道流通品质，基于有限元原理建立了基础振动下流道的仿真模型并验证了仿真模型的正确性；分析了基础振动下不同流道的布局方式，工艺孔结构参数，进出口流道长度对流道压降特性的影响；提出了基础振动下液压阀块的设计流程. 研究结果表明:基础振动下U型流道压降特性最好，Z型流道最差；U型流道工艺孔长度越短，流道压降平均值和压降波动越小；Z型流道工艺孔长度为3.5倍工艺孔直径，V型流道的工艺孔长度为3倍工艺孔直径时，流道压降平均值和压降波动较小；工艺孔直径略大于进出口流道直径时，有利于减小基础振动的影响；出口流道的长度在3倍出口流道直径以上时，有利于避免流道出口处于转弯后流场的恢复区. 新的设计方法能够有效减小阀块内流体压降大小，提高压力稳定性.      

城市轨道交通桥梁-声屏障系统结构噪声特性与预测

针对列车通过城市轨道交通高架时引起的桥梁-声屏障系统结构噪声问题，在某市域铁路箱梁段分别选取无声屏障和直立式声屏障地段，开展噪声现场测试；通过对比无声屏障和直立式声屏障地段的测试结果，分析了箱梁-声屏障系统结构噪声的频谱特性；基于有限元-边界元法，建立了箱梁-声屏障系统振动声辐射数值计算模型，研究了箱梁-声屏障系统结构噪声的空间分布规律，探讨了车速和声屏障高度对箱梁-声屏障系统结构噪声的影响。研究结果表明:当列车以约93 km·h-1的速度通过时，直立式声屏障对高频轮轨噪声起到了很好的降噪作用，但会使低频结构噪声增大；声屏障结构噪声的影响主要集中于160 Hz以下的低频段，箱梁-声屏障系统结构噪声的峰值出现在63 Hz左右；箱梁-声屏障系统结构噪声呈现出近场随距离衰减较快，远场随距离衰减越来越慢的趋势，箱梁正上方和正下方的结构噪声均超过96 dB，距离桥梁中心线120 m处的结构噪声衰减至72 dB；声屏障结构噪声对于梁侧声场的影响较大，与无声屏障地段相比，设置了高度为3.15 m的直立式声屏障之后，梁侧结构噪声增大了2~5 dB；当车速由93 km·h-1增大到120 km·h-1时，箱梁-声屏障系统结构噪声辐射在梁侧最大增加7 dB以上；当声屏障高度由3.15 m增大至6.3 m时，箱梁-声屏障系统结构噪声辐射在梁侧最大增加3 dB以上。      

悬挂式个人快速运输车辆转向架构架结构轻量化优化研究

在悬挂式PRT(个人快速运输)系统已有结构的基础上,对该系统转向架构架进行结构轻量化优化研究.运用拓扑优化相对密度法中的SIMP(固体各向同性材料惩罚模型)方法进行走行轮安装座拓扑优化及构架主要板梁厚度优化,并对优化前后的仿真结果进行对比分析.根据构架不同区域优化后的应力、应变结果对构架参数进行调整,并在考虑构架实际结构及功能性结构的前提下控制优化参数以得到构架整体优化结果.结果 显示,构架优化区域体积大幅减少,轻量化结果明显,且整体结构强度良好,能满足列车在最恶劣工况下安全运行.     

大型汽车滚装船固定坡道结构分析及优化

针对某大型汽车滚装船在运营过程中一坡道发生较严重裂纹的问题,利用MSC.Patran软件对坡道结构进行细化有限元分析,计算歪斜工况下的屈服强度,分析应力分布情况并对应力不满足的结构进行改进,裂纹发生的位置与细化有限元分析结果一致,表明对汽车滚装船所有坡道结构做细化有限元分析十分必要。     

基于ANSYS的三通道储罐结构加固及修复技术

以一台三通道储罐为分析对象,此储罐在轻微压力环境下即发生了局部开裂。以ANSYS有限元方法为基础,通过在内部合理布置T型钢加强筋的方式进行结构加固。并在确保结构强度的前提下,计算出了板制T型钢厚度的最优解。自加固修复后,此三通道储罐已安全运行2 a以上,这种基于ANSYS的结构加固及修复技术,体现了良好的工程实用性和经济性。