拱桥车桥耦合振动的研究

结合开县渠口大桥的特点,分别建立车辆的三位离散自由度模型和桥梁的模态模型,并通过轮轨作用关系建立车桥耦合的振动动力模型,同时对开县渠口大桥的车桥耦合振动进行研究,可为此类问题的研究提供参考。     

车桥振动问题现状研究与分析

从车辆模型及其振动方程的建立、车桥系统的耦合条件分析及耦合振动方程的求解三个方面对车桥振动现代理论方法进行综合评价,并对车桥振动问题研究存在的问题进行初步的探讨,有助于更加真实地模拟车辆和桥梁的性态和揭示整个系统的动态性能.     

移动荷载下简支梁桥3种车桥耦合模型研究

依据振动理论和欧拉-贝努利梁假设,推导了简支梁在移动车轮加簧上质量模型、四分之一车模型和二分之一车模型3种不同车辆模型与桥梁系统竖向振动微分方程.采用模态叠加的离散化方法,将偏微分方程转化为变系数常微分方程,并将微分方程数值积分的Runge-kuntta方法引入到该时变系统的振动响应中来.结果表明,3种车辆模型都可以反映出移动荷载作用下车桥耦合振动的总体规律,但考虑车体刚度的影响更能体现车桥耦合振动的真实性.     

基于Drucker-Prager模型的振动压实有限元分析 及试验研究

为了研究振动压路机压实特性及振动轮与土壤动态响应关系,利用ABAQUS建立了"振动轮-土壤"有限元模型,讨论了Mohr-Coulomb模型和线性Drucker-Prager模型间的关系及适用条件,分析了振动轮下土壤应力分布特性及土壤参数对振动轮动态响应的影响,并对模型进行了试验验证。结果表明:当摩擦角≤22°时,土体单元应当用Drucker-Prager模型;当摩擦角22°时,土体单元应当用Mohr-Coulomb模型。土壤的竖向应力沿着振动轮轴向呈对称分布,在振动轮行进方向沿着前进方向偏移,且竖向应力随着土壤深度的增加而快速降低。在振动压路机合理工况内,保持工作参数不变,振动压路机振动轮垂直加速度有效值随着压实遍数增加,模型基本正确,得到了压实度与加速度有效值的回归方程,为新型压实度监测系统提供了思路。     

基于有限元的隧道围岩位移场分析

结合东马各庄隧道隧道Ⅴ级围岩浅埋段工程实际,利用ANSYS有限元软件模拟分析了围岩位移场变化过程及初期支护结构的轴力和弯矩,确定了双侧壁导坑法的合理性,为工程实际提高了理论依据。     

公路桥梁与车辆耦合振动现象的模型与数值分析

足。而铁路因自身条件所限,其车桥耦合振动现象主要是指车桥系统的横向振动,公路的车桥耦合振动研究则主要是指车桥系统的竖向振动,两者无法相互借鉴。因此,随着公路桥梁跨度的不断增大和超载车辆的不多,公路桥梁与车辆耦合振动问题日益彰显。     

板梁偏心连接结构有限元分析

为了合理处理列车车体结构分析中典型的板梁偏心连接问题, 分别基于罚单元法和La-grange乘子法构造了板梁组合结构模型, 将组合结构中相关节点对之间通过偏心关系建立的约束方程引入到平衡方程中, 解决了梁单元因偏心连接而对组合结构总体刚度矩阵的贡献问题, 并编制了求解板梁组合结构静强度计算问题的有限元程序。实例计算表明不但两种计算方法的计算结果吻合, 而且其计算结果均与有限元分析软件ANSYS 9.0计算结果接近, 位移误差在1%以内, 应力误差在2%以内, 分析表明二者均是处理板梁偏心连接组合结构的有效方法。     

基于振动测量的桥梁有限元模型修正研究

桥梁工程中依据基本资料建立的有限元分析模型。其计算结果往往与实际振动测量结果有较大出入．针对此问题提出的基于振动测量和优化设计原理的参数型模型修正技术,经计算表明,具有一定的可行性、有效性,可用于实际工程。     

考虑抗震组合的反应位移法计算模型研究

地铁车站结构在地震中的受力多处于非线性阶段,在抗震设计中采用荷载效应组合的方式是不合理的.结合反应位移法的研究现状,采用先进行荷载组合、再进行结构地震反应计算的方法,对目前规范中的反应位移法模型进行改进,并将改进后的计算模型与规范中两种反应位移法,以及时程分析法进行了对比分析.对比结果表明:以时程分析法作为基准,改进后...     

工程施工分析有限元的方法研究

引言近年来．随着国家的经济实力的提升,涌现出了越来越多的引人注目的公共建筑．这些建筑多采用新颖的结构作为结构体系,如杭州湾跨海大桥和“鸟巢”。诸如此类结构的施工过程中表现出了诸多力学问题,给结构设计和施工带来了巨大的挑战。     

基于模型预测控制的路径跟踪技术研究

路径跟踪控制是汽车智能驾驶的关键内容之一,其目的是减小理论参考路径和车辆实际通过的路径之间的偏差。以建立的三自由度车辆动力学模型为基础,并对动力学模型进行了简易化处理,之后设计了相应的模型预测控制算法,对车辆模型进行路径跟踪控制,通过添加多种约束,将路径跟踪问题转化为多种约束条件下求解最优值的问题。在不同的路面附着系数条件下设定不同的车速,通过Simulink和CarSim联合仿真对所提算法进行验证分析。仿真结果表明：所设计的控制器跟踪参考路径的效果比较好,大大增加了车辆行驶路径与理论规划路径的重合度,同时也提高了车辆在行驶过程中的操纵稳定性。     

基于全尺寸模型的半主动悬架车辆平顺性研究

为改善汽车的平顺性,提出一种半主动悬架的自适应模糊PID算法;选用二自由度1/4车半主动全尺寸悬架为研究对象,用Adams软件建立半主动悬架全尺寸模型,对模型自适应模糊PID控制器进行设计,利用联合仿真分析技术,对建立的机械模型和控制算法进行分析并与被动悬架及模糊控制方式进行了对比。研究表明:采用自适应糊PID控制策略的主动悬架相对采用模糊控制的主动悬架以及被动悬架,车身加速度峰值分别降低了5.0%和2.9%,悬架动行程分别降低了3.2%和1.68%,轮胎动位移分别降低了0.29%和0.25%。采用自适应模糊PID算法的半主动悬架,在改善汽车的行驶平顺性方面有良好的效果,为研究车辆平顺性研究提供一种有效方法。     

基于有限元理论的行人流社会力仿真模型改进研究

社会力微观行人仿真模型能够体现行人真实运动情况,但其在模拟拥挤状态下的行人运动时存在失真及运算效率低的问题。为此引入有限元分析方法,从模型和算法两方面对社会力模型进行改进,提出基于有限元理论的方法与求解步骤。最后应用该方法对通道内双向行人交通流进行仿真模拟,验证其可行性。     

动态环境下的移动机器人避障策略研究

近年来针对传统人工势场法(artificialpotentialfield,APF)易陷入局部最小值问题所提出的优化算法依然存在适用性不高、计算效率低等问题,基于部分优化算法的不足,笔者创新性地引入了基于采样的快速扩展随机树算法(rapidlyexploringrandomtree,RRT)在静态已知地图上预先选取数个临时目标点,避免移动机器人在使用人工势场法时陷入局部最小值区域并在动态障碍物环境中进行实时路径规划的避障策略.结果表明:该方法简单易实现,同时结合了RRT算法概率性完备、收敛性良好与APF算法计算小、实时性高等优点,能够适应动态环境变化,满足移动机器人动态避障的要求.     

汽车侧碰撞儿童约束系统模型的建立及其设计参数的仿真研究

运用多刚体动力学和有限元耦合的方法建立了儿童约束系统模型,并对该模型有效性进行了验证,在此基础上运用PSM（Prescribed Structure Motion）子结构法研究侧碰撞中儿童约束系统的相关设计参数对3岁儿童乘员动力学响应及其损伤的影响,仿真结果表明,儿童安全座椅侧翼的深度、儿童座椅安全带开孔的位置、儿童座椅安全带刚度对儿童乘员的头、颈部及胸部的加速度响应影响较大,适当地调整这些参数可以降低3岁儿童乘员在侧面碰撞中的受伤风险。     

基于试验数据的中低速磁浮列车电磁铁结构参数分析

为提高中低速磁浮列车的承载能力,基于等效磁路法建立了全尺寸悬浮电磁铁磁路模型,推导了包含悬浮电磁铁结构参数的垂向电磁力表达式;基于影响因素分析方法,对比研究了线圈匝数、电磁铁宽度、极板长度等结构参数对悬浮电磁铁垂向电磁力的影响;通过单电磁铁试验台对比了不同悬浮间隙和线圈电流下,线圈匝数分别为320和410时悬浮电磁铁垂向电磁力和浮重比的变化规律,验证了优化线圈匝数对提升中低速磁浮列车悬浮性能的可行性。研究结果表明：相比电磁铁宽度和极板长度,线圈匝数是影响磁浮列车悬浮性能的主要因素,但在10~30 A的小电流范围和大悬浮间隙(>10 mm)的范围内,改变线圈匝数对悬浮电磁铁垂向电磁力的提升效果较弱;当悬浮间隙为8 mm,线圈电流为30~50 A时,410匝悬浮电磁铁相对320匝悬浮电磁铁对悬浮电磁铁垂向电磁力的提升效果明显,平均垂向电磁力提升约2.94 kN,提升比例约为27.8%,平均浮重比提升约2.83,提升比例约为15.33%;随着线圈电流进一步增加,悬浮间隙进一步减小,平均垂向电磁力提升约3.38 kN,提升比例约为25.5%,平均浮重比提升约3.06,提升比例约为13.22%,说明当悬浮间隙为8 mm,线圈电流为30~50 A时,410匝悬浮电磁铁对中低速磁浮列车悬浮性能的提升效果最佳,而410匝悬浮电磁铁垂向电磁力的方差和标准差比320匝悬浮电磁铁的大,说明增加线圈匝数会使得悬浮电磁铁垂向电磁力对参数的变化更敏感。     

串联型粘弹-粘塑性沥青混合料本构模型的有限元分析

为将串联型粘弹-粘塑性本构模型移植到有限元计算中,使其能够对沥青路面结构与时间相关力学行为进行有效模拟和计算,通过编制材料子程序对本构模型进行了有限元实现。三维广义Maxwell粘弹性模型采用遗传积分进行表征,利用Prony级数特性推导出卷积方程的递推公式,在应变增量条件下更新应变,获得迭代过程的刚度矩阵;微分型粘塑性本构方程基于径向回退法建立积分子步下的变量演化方程,通过N-R迭代算法解决了收敛性问题,并利用本构模型的离散化推导,建立了整体迭代过程的一致切线刚度矩阵。通过典型算例对室内试验的与时间相关性行为对比分析,验证了有限元实现的合理有效性,为沥青路面结构计算提供理论基础和实例分析。     

基于灵敏度分析的大跨桥梁结构有限元模型优化研究

本文给出了一种基于灵敏度分析的大跨桥梁结构有限元模型优化方法。具体步骤如下：（1）通过竣工资料建立有限元模型;（2）利用成桥试验技术报告确定目标函数与修正参数;（3）采用灵敏度分析方法确定修正参数与目标函数的关系,将结构的有限元模型优化问题转化为数学模型的优化问题;（4）采用线性加权法将多目标优化转化为单目标优化问题,并利用二次规划法进行优化求解;（5）用优化后的结果代入有限元模型计算。采用上述方法对金塘大桥主通航孔桥的结构有限元模型进行优化,结果表明：优化后的计算响应值与实测响应值的误差控制在5%以内,验证了上述方法的实用性。