移动荷载作用下长大纵坡饱和沥青路面的水力耦合分析

为了解长大纵坡饱和沥青路面的水损害机理,基于Biot固结理论和多雨地区长大纵坡的特点,建立了在移动荷载作用下长大纵坡饱和沥青路面“面层-基层-路基”二维三层体系水力耦合模型和水力耦合控制方程,在面层底部为完全排水边界条件下全面系统地分析了车辆荷载、荷载移动速度和纵坡坡度对面层中正应力、孔隙水压力、剪应力和面层位移等物理量分布的影响,为长大纵坡沥青路面结构设计提供理论基础和参考。结果表明：车辆荷载和荷载移动速度对面层中正应力、孔隙水压力、剪应力和面层位移产生显著影响,而纵坡坡度对面层中正应力、孔隙水压力、剪应力和面层位移几乎不产生影响。     

尘埃粒子在等离子体磁鞘中的运动

采用单粒子模型数值研究了尘埃粒子在等离子体磁鞘中的运动.鞘层模型包含热电子、冷离子、中性粒子和尘埃粒子.等离子体磁鞘结构与无外加磁场的鞘层相比较其结构不同,数值模拟工作研究了尘埃粒子在有磁场的等离子体鞘层中的运动特性,讨论了尘埃粒子初始位置、初始速度对尘埃粒子运动状态的影响.模拟结果显示在等离子体磁鞘中,磁场能够调节尘埃粒子与基板间的距离,使尘埃粒子偏移远离基板.     

3种车桥耦合振动分析模型的比较研究

应用达朗贝尔原理和欧拉-贝努利梁假设，推导了简支梁在移动质量、四分之一车模型和二分之一车模型3种不同车辆模型下的车桥耦合振动方程，比较了在不同速度下的桥梁动态响应，结果表明，3种车辆模型都可以反映出在移动荷载作用下车桥耦合振动的总体规律，但考虑车体弹簧和阻尼的影响能更充分体现车桥耦合效应。     

移动车辆荷载作用下简支箱梁动力特性的数值分析

通过比较不同移动荷载模型的差异,提出了采用单自由度质量-弹簧模拟移动车辆荷载的动力分析模型,运用有限元软件分别建立了质量-弹簧和滚动质量的车桥耦合模型,并比较了三种移动速度下两种模型的跨中动力响应结果,验证了质量-弹簧车桥耦合模型的可靠性.计算结果表明:提出的质量-弹簧车桥耦合模型更符合车辆实际行驶状态;简支箱梁桥的跨中挠度最大且动位移的时程变化呈类正弦波形;车桥耦合系统的跨中速度及竖向加速度受移动速度的影响较大.     

一系纵向定位间隙对磁流变耦合轮对车辆横向动力学性能的影响

为了合理控制车辆轮对定位间隙,提高磁流变耦合轮对车辆在高速时的横向动力学性能,建立该车辆的空间动力学模型,分析了轮对纵向定位间隙对车辆临界速度和曲线通过性能的影响。得出了纵向定位间隙的增大能使磁流变耦合轮对车辆的临界速度急剧下降,轮对横移量和冲角、轮轨横向力和车体横移加速度快速增大;只有在小间隙的条件下,车辆在高速铁路上才具有较高的临界速度和较好的曲线通过性能。     

简支斜板的车-桥耦合振动分析

利用Ansys计算了简支斜板桥不同斜度时的自振频率,分析了基频系数和前5阶频率随斜度的变化．用薄板单元模拟简支斜板桥,用移动质量模型模拟车辆,建立了车-桥耦合振动分析方法,分别考察了斜度、车辆速度及车辆行驶方式对斜板桥挠度和弯矩冲击系数的影响,得出了斜板桥冲击系数随斜度、车辆速度及车辆行驶方式的变化规律,得到了基频随斜度的增大而增大、冲击系数与车辆速度没有单调递增或递减规律及不同截面位置的挠度和弯矩冲击系数不同等结论．     

PML吸收边界条件在孔缝耦合模拟中的应用

用时域有限差分法(FDTD)模拟超宽带(UWB)脉冲入射时与目标腔体上的孔缝相耦合的过程，用单轴各向异性的完全匹配层(PML)吸收边界条件截断时域有限差分网格．通过分析目标腔体中的特定网格点并根据计算网格空间的对称性，得出了UWB脉冲通过窄缝耦合进目标，在整个腔体内发生谐振的规律．所得数值结果与前人的结论一致，表明单轴各向异性的PML吸收边界条件适用于解决电磁脉冲与孔缝耦合问题．     

不同速度下制动沥青路面结构动力响应研究

采用Hypermesh/LS-DYNA建立轮胎及路面结构有限元模型,研究制动速度和上面层与中面层刚度比两种因素对路面结构动力响应的影响规律。研究结果表明:制动过程中,车辆荷载主要作用在沥青路面面层,其中中面层受到的水平力、垂直力最大。随着制动速度的增加,路面各层结构中应力、弯沉也随之增加;随着上面层与中面层刚度比的增加,路表弯沉呈现下降趋势。所以,在频繁刹车路段可考虑提高上中面层刚度比及控制刹车速度以减弱荷载对路面的破坏。     

中低速磁浮车岔耦合振动研究

为研究中低速磁浮道岔主动梁关键参数对车岔耦合振动的影响，进行了各工况下磁浮道岔主动梁的模态测试，并建立了考虑道岔主动梁弹性振动的车岔耦合动力学模型，对悬浮稳定性进行了分析. 通过仿真与试验对比，对道岔主动梁的模态特征进行了修正，并基于修正后的车岔耦合动力学模型，研究了磁浮道岔主动梁不同设计参数对悬浮稳定性的影响规律. 研究结果表明:中间台车采用50 MN/m的弹性约束进行等效，能够达到比较理想的误差要求；二台车支撑方案相比三台车支撑方案，更容易避开磁浮车岔耦合的共振频率；随着主动梁一阶垂向弯曲频率的不断增大，悬浮控制参数的稳定区间越小，当道岔主动梁垂向弯曲频率大于12 Hz时，更容易出现车岔耦合振动现象；随着道岔主动梁刚度的增加，悬浮控制参数的稳定范围越小；增加道岔主动梁结构阻尼比不能解决车岔耦合共振问题，只能降低振动幅值大小；随着道岔主动梁线密度的增大，越不容易出现车岔共振现象，当线密度低于1 500 kg/m时，悬浮稳定区间将急剧下降；中间台车的等效支撑刚度越大，控制参数的稳定区间越小，但影响幅度不大.      

单个移动荷载激励下桥梁最大位移响应的频域分析

为了更加有效地建立列车运营速度与桥梁最大位移响应之间的关系, 针对单个移动荷载激励下桥梁最大位移响应提出了一种频域分析方法; 采用傅里叶变换推导出单个移动荷载匀速通过梁桥时的移动荷载谱和桥梁振动位移响应谱, 通过分析移动荷载幅值谱获得了导致桥梁自由振动位移出现极值响应的移动荷载速度, 并提出了该移动荷载速度的计算公式; 以一简支梁为例, 通过与相关文献结果的对比, 验证了本文数值计算程序的正确性, 进一步基于该程序, 通过数值分析验证了频域分析方法理论推导的正确性和移动荷载速度计算公式的准确性。研究结果表明: 在频域内得到的移动荷载幅值谱与时域内得到的桥梁自由振动幅值响应规律一致, 因此, 移动荷载幅值谱能有效反映桥梁自由振动位移响应; 导致桥梁发生自由振动最大位移响应的移动荷载速度与移动荷载幅值谱最大值对应的速度相等, 且移动荷载幅值谱的其他极值点与桥梁自由振动位移响应极值点对应的移动荷载速度一致; 在自由振动阶段, 桥梁位移响应极值点对应的单个移动荷载速度仅与桥梁自振频率和跨度有关; 单个移动荷载以共振速度通过桥梁时, 桥梁发生的受迫振动与自由振动位移响应均不是最大响应, 因此, 对于高速铁路桥梁的列车运营速度, 除关注列车共振速度外, 需更加重视使桥梁产生最大位移响应的速度。      

两种大间隙磁流体密封聚磁结构性能的对比

用有限元方法分析了对齿聚磁结构的大间隙聚磁性能,并与同尺寸的单侧极齿聚磁结构比较.结果表明,对齿聚磁结构的磁通汇聚作用较好,在沿平行于密封间隙的方向上中间极齿间隙磁场的最大磁通密度差远大于单侧极齿聚磁结构,密封性能约为单侧极齿聚磁结构的2倍,而且有利于克服高速旋转时作用在磁流体的离心力,以适应高速转动轴类的磁流体密封.     

脉冲强磁场处理高速钢刀具磨损机理的探讨

本文研究了用高速钢车刀切削45钢时,脉冲强磁场处理减小刀具磨损的机理:研究了磁化场强度及切削速度对刀具磨损的影响;考察了硬度及金相显微组织的变化;证明了在脉冲强磁场处理下,刀具材料强化的主要原因是碳化物的弥散析出所导致的弥散硬化效果的作用.     

FEM-BEM Coupling for the Modelling of Induction Heating Processes Including Moving Parts

IntroductiollAnyelectricalconductorplacedinatime-varyingmagneticfieldistheseatofeddycurrentsthatdissipatepowerthroughJouleeffect.ThispowerisconcentratedinthesurfaceofthecomPonent,inaverysmallthicknesswhichdependsontheelectricalconductivityandmagneticpermeabilityofthematerial,butalsoonthefrequencyofthecurrents.Inductionhardeningprocessestakeadvantageofthiseffectbecauseitthereforepossibletocontrolthethicknessofthetreatedlayer.InductionhardeningofsteelcomPonentsisrealisedintwosteps.First,anindu…     

基于零功率控制策略的混合磁悬浮系统

建立了由永久磁铁和常导线圈构成的混合悬浮系统及其数学模型．基于零功率控制策略，即保持电磁线圈中电流近似为零，设计了使系统稳定的控制器．仿真结果表明，这种混合式悬浮系统可以通过采用零功率控制策略实现大气隙、低能耗的稳定悬浮．与定气隙控制策略比较，两者均能实现大气隙稳定悬浮，基于零功率控制策略的控制系统能耗明显减少，悬浮稳定性稍有下降．     

永磁悬浮平台的分散串级控制方法

针对各悬浮单元磁力特性差异导致的倾斜问题,设计一种用于无接触传送的永磁悬浮平台,提出了具有气隙偏差积分反馈的分散式串级控制方法. 首先,分析了悬浮平台的动力学模型与平衡条件,获得各悬浮单元气隙与平台三自由度之间的变换关系;其次,根据悬浮单元系统特点设计了双闭环串级控制系统,外环是以气隙为被控对象的主调节回路,内环是以转角为被控对象的随动回路,并引入气隙偏差进行积分反馈;最后,通过悬浮实验进行验证. 结果表明:引入积分反馈后,起浮后各磁悬浮单元气隙一致,向不同位置施加0.1 kg重物,各悬浮单元气隙同步增大0.12 mm;悬浮平台能够通过调节内环转角弥补磁力特性差异并实现偏载下水平悬浮,但系统的调节时间比无积分反馈的分散串级控制系统增加约1.4倍.      

基于舷外磁场值的舰船空间磁场换算方法

舰船的空间磁场分布是舰船消磁领域研究的重要方面．建立了基于舷外磁场值的舰船空间磁场换算模型,并通过大量的船模实验,验证了换算模型的正确性和通用性．     

磁浮轴承系统的数学模型与控制分析

磁浮轴是一种依赖电磁力支承转子的新型无接触轴承,与传统油润滑轴承相比,具有许多优越性。介绍了磁浮轴承的基本原理和结构,在建立磁浮轴承一对径向定位电磁铁单自由度数学模型的基础上,对该不稳定系统进行了ＰＩＤ补偿控制,研究了控制器参数对系统稳定性的影响。     

磁性边界反射特性的研究

为了进一步研究磁性媒质天线罩的传输特性，对平面波在空气与磁性媒质边界上的反射特性进行了理论探讨,通过改变磁性媒质参数，分析了边界上功率反射系数和反射系数相位与平面波入射角的关系，并讨论了媒质磁性对功率反射系数和反射系数相位的影响，结果表明，当磁性媒质的相对复介电常数和相对复磁导率相等时，通过空气与磁性媒质边界的平面波不存在退极化效应。     

汽车磁粉离合器磁场的仿真研究

汽车磁粉离合器的研究与应用对于改善汽车传动系统的工作性能具有重要意义。磁场的分析与设计是磁粉离合器设计的关键,也是设计的难点所在。文章采用Matlab软件的PDE工具箱对汽车磁粉离合器的磁场进行了仿真分析,并对磁粉腔的磁场进行了求解。     

基于遗传算法的磁性目标磁模型

磁性目标形体复杂,磁化不均匀,目前一般采用逆方法拟合测量数据,从而建立其磁模型.文中以系数矩阵的条件数为目标函数,利用遗传算法搜索磁偶极子的位置,同时监测拟合误差,使得目标函数达到最优的同时,拟合误差也满足要求.实测数据的建模结果表明,用该方法建立的磁场模型精度高,对测量误差不敏感,具有很强的鲁棒性.