基于精细修改法的有限元模型修正

提出了一种基于精细修改法的有限元模型修正方法,该方法具有在修正后系统矩阵仍维持主对角阵的优点,是元素型修正法的一种,但与早期的元素型修正法——限定带宽法相比,克服了多次迭代且修正结果仍不够精确的缺点。与传统的有限元模型修正Berman法相比,减少了运算量并提高了精度,而且还可在修正过程中考虑结构质量矩阵和刚度矩阵中元素之间的约束关系。仿真计算结果表明该方法对有限元模型的修正有效。     

基于多目标优化的磁浮轨道梁有限元模型修正

基于精细有限元建模与多目标优化算法,建立一种适用于具有复杂附属结构的磁浮轨道梁有限元模型修正方法。以一座典型的磁浮连续轨道梁桥为研究对象,建立其精细初始有限元模型;在灵敏度分析的基础上选择待修正参数,利用模态频率和振型等结构实测动力响应构造修正目标函数;采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对多目标优化问题进行求解,得到其Pareto最优解集。研究结果表明:模型修正后结构的模态频率和振型计算值与实测值吻合良好,修正后的有限元模型能够精确全面地模拟实际结构,且能确保设计参数合理且具有明确物理意义。     

基于人工蜂群算法的高速列车运行节能优化研究

合理的列车操纵方式能在很大程度上降低列车运行过程中的能耗,为了有效降低高速列车运行能耗,从研究高速列车的操纵方式入手,首先建立列车牵引计算模型和列车运行能耗计算模型,其次通过对比人工蜂群算法(ABC算法)和粒子群算法(PSO算法)的优化性能证明ABC算法优于PSO算法,提出了在满足运行速度、运行时间以及运行区间等约束条件下,采用ABC算法与操纵工况序列相结合的方法来优化计算确定高速列车操纵工况关键转换点最优位置和速度。最后通过对选取线路的MATLAB仿真模拟,验算了ABC算法在降低列车运行能耗方面的有效性。研究表明,经过ABC算法优化后的结果均能满足优化操纵方式的基本操纵策略且达到了良好的优化效果,能较好地解决列车节能操纵优化问题。     

基于桥梁基准有限元模型的列车-桥梁空间耦合振动分析

以武汉天兴州公铁两用大桥为研究背景,基于大桥通车前环境振动试验得到的模态识别参数对依据设计图纸建立的桥梁初始有限元模型进行修正,建立反映桥梁真实动力行为的基准有限元模型。基于该基准有限元模型,建立大桥列车—桥梁空间耦合振动方程,采用模态综合法,进行单线行车、双线并行和双线对开工况下的列车—桥梁空间耦合振动分析,并对车辆运行的舒适性和安全性进行评估。结果表明,在上述各工况下,列车通过该桥时,车辆的各项动力学性能指标值均满足规范规定要求,列车行驶的安全性和平稳性均较好;桥梁中跨跨中最大横向位移为1.52 cm,最大竖向位移为10.5 cm,相应的竖向、横向挠跨比分别为1/4 800和1/33 158,均满足铁路桥梁检定规范要求,说明该桥具有足够的横向和竖向刚度。     

基于协同优化策略和人工蜂群算法的轨道电路邻线干扰防护研究

高速铁路车站运营场景复杂,易引发轨道电路邻线干扰,造成信号误解码和误显示,影响列车安全高效运行。基于空间耦合和传导耦合原理,根据高速铁路轨道电路特点和结构,分别建立传输线路阻抗平衡和不平衡条件下的复杂场景邻线干扰计算模型;考虑机车动态运行条件,完成最不利情况下邻线干扰量值的定量计算,并利用ANSYS平台完成计算结果的有限元仿真验证;针对邻线干扰还受到发送电平等级、补偿电容数量和容值、线路并行长度、道床电阻、分路电阻、线路间距等参数叠加和相互制约的影响,采用人工蜂群（Artificial Bee Colony,ABC）智能算法,提出基于多参数协同优化策略的邻线干扰防护对策,给出各参数相应最优取值及其对信干比（Signal-to-Interference Ratio,SIR）影响重要度。结果表明：邻线干扰量值超过车载机车信号灵敏度将导致解码错误;应用提出的防护对策对现场邻线干扰工程案例中线路并行长度和发送电平等参数进行优化,SIR可提升14.6 dB。研究结论可用于高速铁路轨道电路配置及优化实践,为防护邻线干扰提供工程参考和分析验证。     

基于有限元的空气弹簧刚度分析

空气弹簧是现代轨道交通车辆的主要减振元件,能有效改善轨道车辆的动力学性能,提高乘坐的舒适性和车辆的运行稳定性。文章利用非线性有限元软件ABAQUS对空气弹簧的垂向刚度与横向刚度进行模拟分析,通过考虑空气弹簧的非线性性质、结构参数等影响空气弹簧刚度的因数,对基于各影响因数下空气弹簧刚度特性进行比较分析。     

基于径向基函数响应面方法的大跨度斜拉桥有限元模型修正

采用ANSYS有限元软件建立某大跨度斜拉桥试验室物理模型的三维有限元模型.基于灵敏度分析,选取模型待修正参数和用于模型修正的特征量.采用实验设计方法生成数样本,通过有限元分析提取对应的特征量信息,进而建立待修正参数与特征量关系的径向基函数响应面模型.通过对响应面模型的拟合误差分析,确定径向基函数的最优形状参数.以斜拉桥自振频率和静态索力构建目标函数.基于建立的响应面模型,采用遗传优化算法进行有限元模型修正.结果表明,采用径向基函数响应面模型拟合斜拉桥设计参数与特征量之间的隐式关系有较高的精度;基于仿真数据的模型修正有较高的精度,基于试验数据的模型修正能得到合理的结果,该方法可有效地修正复杂桥梁结构有限元模型.     

基于响应面方法的结构有限元模型修正研究进展

综述了响应面方法在结构模型修正方面的应用与研究进展,包括响应面方法在工程领域的应用、基于响应面方法的结构有限元模型修正的一般原理以及在试验设计、响应面函数形式、拟合方法等重点方面的研究进展状况。展望了基于响应面方法结构有限元模型修正的研究发展方向。     

基于ANSYS有限元简化模型的斜拉桥地震响应分析

桥梁的地震响应分析可为桥梁的设计和加固提供重要依据。以横跨燕山大学东西校区的燕宏桥为例,本文提出一种根据斜拉桥精细ANSYS实体模型的动力特性创建简化模型的方法,用该模型进行了地震反应分析。     

基于有限元的桥基岸坡稳定性分析

结合新建特大桥岸坡工程地质条件,运用有限元法对岸坡天然状态及加载条件下的应力和应变进行计算,然后利用Mohr-Coulomb强度破坏准则,对岸坡岩体破坏点进行判别,确定破坏点位置和破坏面积,对桥基岸坡稳定性进行分析。     

基于有限元分析的实腹式石拱桥合理计算模式研究

针对中小跨径实腹式老旧石拱桥承载能力评定的问题,可采用平面有限元数值分析方法,此方法宜建立较为符合实际的计算模型。根据实际施工过程,将一期恒载与活载、二期恒载等作用分别建模计算,且考虑填土对车辆荷载的扩散作用,将车辆荷载集中力换算成均布荷载施加于结构中,建立了较为符合实际的计算模型,并从拱上建筑对承载能力的影响和结构缺损造成的受力变化对结果进行修正。结合某中小跨径实腹式石拱桥的详细检测及荷载试验,此种计算模式进行承载能力评定得出的结果与荷载试验测试结果符合较好,可认为此种计算模式较为合理,具有较好的工程实用性,可适用于同类桥梁结构。     

有限元分析在预测两种橡胶关节刚度中的应用

介绍了整体式、分瓣式橡胶关节的结构特点及相关的生产工艺,利用有限元分析软件对分瓣式结构橡胶型面进行优化,同时对两种结构的刚度及应力情况进行了分析,将分析结果和试验结果进行比较。结果表明:有限元技术可以预测出不同结构橡胶关节产品的刚度特性,指导产品设计。     

一种轴箱定位橡胶关节的有限元分析

文章基于橡胶的Yeoh本构模型,应用通用有限元软件ABAQUS对一种类型的凹轴橡胶关节进行了有限元分析,对此凹轴橡胶关节和平轴橡胶关节进行了比较,并分析了胶料硬度和预压缩量对橡胶关节的各向刚度的影响.     

FRP正弦波形夹心桥面板的等效有限元模型

以FRP正弦波形夹心桥面板作为研究对象,得到等效正交各项异性实心板,通过理论分析和数值对比,证明了方法的可行性;采用该法对一实际的FRP正弦波形夹心板桥进行了模态分析。     

预应力混凝土箱梁桥正常使用性能三维有限元分析

以三维有限元技术为手段,结合《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004),对沙河大桥进行了持久状况正常使用极限状态和使用阶段工作状况校核。计算结果显示,沙河大桥箱梁满足适用性要求。此外,在沙河大桥跨端箱梁顶板上缘局部出现了拉应力区,拉应力的存在是在该区混凝土中易出现横向裂纹的主要原因。     

铁路桥墩横向刚度设计标准的研究

对国内外铁路桥梁设计规范对桥墩横向变位的限值进行比较分析,指出直接套用国外的限值不符合我国的铁路桥梁及车辆现状;然后,根据设计规范计算了墩顶弹性水平位移并转换为相应的梁端折角,分析实际桥墩的横向刚度,最后提出了与“检规”相匹配的桥墩横向刚度设计标准建议值。     

梁拱组合体系桥整体节点有限元分析方法对比研究

采用基于力边界条件的节段模型分析方法、基于位移边界条件的节段模型分析方法以及多尺度模型分析方法,对大跨度梁拱组合体系桥梁中的某个整体节点进行有限元仿真分析,并结合现场试验,分析该整体节点的力学性能,对比研究梁拱组合体系桥梁复杂整体节点结构有限元分析方法。研究结果表明:各测点的理论值与实测值差异大多在20%以内,较为吻合;由于整体节点的处理方式不同,导致整体节点的节段模型计算结果与多尺度模型计算结果有所差异;对于复杂梁拱组合体系桥梁局部结构分析,多尺度模型分析方法能够较准确的描述其实际状态和刚度,具有较高的分析精度。