悬吊双层闭口箱梁桥面风振性能

以悬吊双层闭口箱梁桥面为研究对象,通过风洞试验,针对结构静力耦合与气动干扰对悬吊双层闭口箱梁桥面风振性能影响进行了研究;采用变分模态分解方法对试验监测信号进行模态分解,识别颤振模态;通过振动形态矢量图与相位图对颤振弯扭耦合程度及弯扭相位差进行分析;根据最小二乘法识别颤振导数,基于激励-反馈原理,由颤振导数识别颤振气动阻尼。研究结果表明:在结构静力耦合与气动干扰共同作用下,下层断面发生软颤振,其竖向、扭转振动参与度系数分别为0.85、0.53,其颤振形态倾向于竖向振动;下层断面在自激气动力作用下发生颤振,自激气动力相位差减小导致颤振弯扭相位差减小为81.29°,而上层断面在结构耦合力作用下发生强迫振动,结构耦合力相位差决定上层断面弯扭相位差为100.81°;下层断面竖向振动气动阻尼主要来源于竖向速度自激升力负阻尼以及弯扭速度通过激励反馈所产生的耦合升力负阻尼,分别为60%和40%;下层断面转振动气动阻尼主要来源于扭转速度自激升力矩正阻尼以及弯扭速度通过激励反馈所产生的耦合升力矩正阻尼,分别为45%和50%。可见,对于悬吊双层闭口箱梁桥面,下层断面在竖向振动气动负阻尼驱动下发生偏于竖向振动形态软颤振,下层断面软颤振诱发悬吊双层桥面振动系统整体发生弯扭耦合软颤振。      

悬挑楼梯的结构分析及程序设计

对悬挑楼梯的空间受力进行了结构分析，对于不同荷载的量纲、不同层高、不同梯段厚度、对П形和U形两种悬挑楼梯的任意梯段截面处的内力进行求解，然后按偏压、偏拉、弯剪扭进行配筋计算，编制计算机的通用程序，使用方便、精度高、速度快。     

船舶轴系扭振的产生及消减方法

船舶轴系是船舶动力装置的主要组成部分,在船舶的运行过程中,轴系的扭转振动是引发船舶动力装置发生故障甚至产生断轴的重要原因之一。本文通过对船舶轴系扭振的研究,得出了船舶轴系计算的方法,并对轴系扭振产生原因进行了分析,提出了一系列消减方法,以保证船舶动力装置的安全正常运行。     

小半径独柱墩曲线梁桥支座布设的分析与计算

小半径曲线梁桥由于弯扭耦合作用,其受力较为复杂,易出现梁端翘曲、内侧支座脱空的病害,影响桥梁运营安全。依托长治至临汾高速公路项目的一处实体工程进行了独柱墩曲线梁桥支承情况分析,表明采用端横梁加宽拉大边支点间距、中支点向曲线外侧预偏的工程措施可明显改善结构受力。     

高速三体船横向极限强度研究

高速三体船连接桥在极端载荷下易发生破坏.文中运用可模拟材料非线性、大应变和追随力的非线性有限元法,计算时使用了合适的单元类型和网格尺寸.横向载荷包括横弯弯矩和横扭弯矩,对横弯和横扭极限强度进行分析.对影响横向强度的敏感性构件进行分析,证实横舱壁对提高横向极限强度的贡献最大.     

微车FR型传动系扭振中的驱动轴优化

针对某微车因动力传动系扭振引起低速车内噪声与振动问题,通过优化汽车驱动轴进行扭振治理,并达到降低该车低速车内噪声与振动,提升整车NVH性能的效果.在治理过程中,通过扭振当量计算模型,研究了驱动轴刚度对其扭振模态的影响,为传动系的匹配设计提供了参考;并以解决该实际工程问题为基础,提出了通过驱动轴的优化进行轴系扭振治理的方法与思路.     

曲轴扭转-纵向耦合振动分析

分析了曲轴的扭转—纵向耦合振动机理,建立了基于集总参数模型的曲轴扭—纵耦合振动数学模型．应用该模型对曲轴扭—纵耦合振动进行了数值仿真．结果表明：耦合作用会使振动加剧,但其倍频扭振响应可以忽略,而且通过改变扭振固有频率和纵振固有频率可对耦合作用进行调整。     

汽车动力传动系扭振固有特性研究

基于装备有离合器从动盘式扭振减振器和双质量飞轮式扭振减振器的汽车动力传动系，建立了扭振固有特性计算分析模型，采用广义Ｊａｃｏｂｉ算法计算出了各扭振系统模型的固有特性和固有振型，并进行了临界转速和临界车速的计算分析，得出了双质量飞轮式扭振减振器对汽车动力传动系统扭振固有特性的影响特点。     

拉弯扭共同作用下RC构件极限扭矩试验研究

根据８根钢筋混凝土拉弯构件扭强度的试验结果,对拉弯扭构件的破坏形态,纵筋及箍筋的应力应变规律等问题进行了分析研究。论文以变角桁架理论为基础,推导出拉弯扭构件相关方程,提出了在较大轴拉力情况下的计算拉弯扭构件极限扭矩的实用公式。     

循环荷载下重塑黄土变形特性

为研究主应力方向和大小耦合变化对土体应力-应变状态及非共轴性的影响, 采用空心圆柱扭剪仪对饱和重塑黄土开展一系列循环扭剪试验, 分析了应力-应变状态和非共轴角的变化规律及影响因素。试验结果表明: 轴向应变始终处于压缩状态, 环向应变先负向累积再正向累积, 径向应变基本处于受拉状态, 剪切应变的受拉与受压状态交替出现, 轴向、环向和剪切应变曲线的波动特性明显, 而径向应变曲线的波动特性弱, 说明循环荷载作用下各应变分量表现出不同的发展规律; 轴向和径向应变及环向和剪切应变变化幅值随中主应力系数的增大先增大后减小, 说明中主应力系数影响各应变分量的累积; 随着主应力方向角旋转范围的增大, 轴向和径向应变逐渐减小, 环向应变由负向往正向变化的趋势提前, 剪切应变变化幅值逐渐减小, 说明主应力方向角旋转范围影响各应变分量的发展趋势; 剪切和正偏应力-应变曲线滞回现象明显, 且刚度发生循环强化, 但剪切刚度的循环强化比正偏刚度更明显, 说明土体出现次生各向异性, 这是引起非共轴现象的内在因素; 非共轴角变化曲线随中主应力系数的增大先下移后上移, 随循环次数的增大而逐渐上移, 随偏应力幅值的增大其变化范围增大。可见, 循环荷载下中主应力系数、循环次数和偏应力幅值可显著影响饱和重塑黄土的应力-应变状态及非共轴性, 在黄土工程设计和本构关系研究中应加以考虑。      

Multi-Objective Optimization of Torsion Springs for Solar Array Deployment

For solar array deployment, most existing studies mainly focus on modeling method of deployment dynamics, characteristics of hinges, and synchronization mechanisms. However, torsion springs, which work as the drive mechanisms, have hardly attracted people’s attention. In this study, the influence of the parameters of torsion springs on the deployment behavior of a solar array system with clearance joint is investigated by simulation experiments. The experimental results indicate that the deployment performances are very sensitive to the parameter values of the torsion spring. Suitable torsion springs are highly needed to improve the deployment dynamics of solar array system. Therefore, a multi-objective optimization method for the design of torsion springs is proposed. The objective of the optimization is to make the contact-impact force in revolute joint and the mass of the torsion spring minimum under the constraints of deployment time and structure strength. Finally, the effectiveness of the multi-objective optimization method is verified by an optimization example of solar array system.     

轨道扭曲不平顺安全限值的研究

本文用车辆－系统耦合动力学的理论，分析了轨道扭曲不平顺的幅值对车辆动力学性能的影响，并以《铁道车辆动力学性定办法和试验鉴定规范》中规定的第二限度（安全限度）为评定准则，提出了轨道扭曲不平顺的安全限值，并对其临时补修标准作出了评价。     

任意多连通截面扭转应力函数的温度场比拟解法

根据任意截面杆件扭转问题的应力函数理论,通过比较二维稳态热传导问题和扭转问题在控制微分方程和边界条件方面的相似性,提出了任意多连通等截面直杆扭转问题的应力函数温度场比拟直接求解法。利用有限元分析软件ABAQUS现有的稳态温度场分析功能,模拟求解了几种扭转问题的扭转应力函数,验证了本方法的可行性和有效性。     

基于六自由度平台的轨道扭曲不平顺几何信息模拟

为了获取轨道扭曲不平顺几何信息,根据扭曲不平顺变化特征及轨道扭曲不平顺模拟器结构,建立了轨道不平顺模拟器双六自由度模拟平台位姿反解模型和位姿关联模型.借助Simulink位姿反解模型对国内常用轨距与转向架常用轴距对应的3种扭曲不平顺位姿反解进行解算,解算结果与位姿正解具有很好的一致性,验证了所建位姿反解模型、位姿协调关联模型的正确性.以某型转向架为例,利用试验台进行了不同基长的扭曲不平顺室内试验,研究了扭曲不平顺基长对轮重减载率的影响.试验结果表明,扭曲不平顺基长越小,轮重减载率越大,基长2.4、5.0 m的最大轮重减载率分别为0.594和0.581,满足国家标准规定的安全限值.      

基于PDS模块的抗侧滚扭杆可靠性分析

考虑扭杆半径、弹性模量、载荷和疲劳极限等变量的随机性,运用APDL语言建立抗侧滚扭杆的参数化模型.通过抗侧滚扭杆的疲劳极限和其最大节点等效应力建立极限状态函数,利用ANSYS的PDS模块选用蒙特卡洛法进行抗侧滚扭杆的可靠性分析,获得了该有限元分析模型的应力概率分布特征,得到了扭杆半径、弹性模量、载荷等设计参数对应力分布的灵敏度.研究结果对于改进抗侧滚扭杆结构设计具有指导作用.     

钢芯铝绞线的拉扭耦合力学性能

导线扭转参数属于导线基本力学性能之一，尤其是拉扭耦合效应会极大地影响覆冰输电线舞动分析的准确性. 为此，对典型7股钢芯铝绞线LGJ/JL/G1A-70/10进行了扭转试验，并结合有限元仿真软件ANSYS对相应构件进行建模与数值分析，与基于钢丝绳拉扭耦合理论的4种理论进行了对比. 数值分析结果与扭转试验结果吻合较好，且对比分析表明:拧绕系数的取值浮动较大，会导致不容忽视的误差；在正常运行应力状态下，导线拉伸会产生较大的扭转效应，导线的截面扭转也会产生轻微张力变化；导线的拉扭耦合和扭拉耦合系数不相等；基于钢丝绳的理论均未考虑子股导线的滑移变形及坐标更新，会在一定程度上高估轴向刚度以及拉扭耦合效应.      

圆中空夹层钢管混凝土纯扭构件工作机理研究

圆中空夹层钢管混凝土是在两个同心放置的圆钢管中间灌注混凝土而形成的一种新型组合结构。已有学者对其在轴压、压弯、纯弯等方面及在往复荷载下的力学性能进行研究,当被用作构筑物独立柱、输电塔杆、发电风车支架时其抗扭性能是十分重要的,但目前还未见对这方面研究的报道。利用有限元软件ABAQUS建模对钢管混凝土纯扭构件进行计算,数值模拟结果的正确性得到了试验结果的验证。在此基础上,对圆中空夹层钢管混凝土纯扭构件的扭矩-转角全过程曲线进行了计算。计算结果表明,扭矩-转角曲线可分为三个阶段:弹性段、弹塑性段和塑性强化段,通过对这三个阶段中内外钢管和混凝土的应力分布云图及其相互作用的分析,揭示了圆中空夹层钢管混凝土在扭矩作用下的工作机理。     

矩形截面钢筋混凝土拉扭构件的极限强度

本文依据８根拉扭构件和３根作为对比的纯扭构件的试验结果，按变角空间桁架模型推导出拉扭构件极限强度的计算公式。公式合理地考虑了轴拉力对拉扭构件极限强度的影响作用。概念明确，计算简便。     

偏心荷载作用下多室宽箱梁弯扭特性分析

通过建立不同箱室数量和宽跨比的单箱多室宽箱梁的有限元模型,分析了宽箱梁在扭转荷栽和偏心荷载作用下的剪力流和竖向位移分布。研究结果表明：多室宽箱梁整体扭转刚度大,扭转荷载作用下主要呈整体扭转变形;偏心荷栽作用下,多室宽箱梁弯扭效应由整体的竖向弯曲和整体扭转两部分组成;由于箱室宽度较大,偏心荷载作用下扭转剪力流效应明显．应重视各腹板剪力的不均匀分布。     

高速铁路平竖重合段三维高阶连续曲线线形设计

针对平竖重合曲线段存在几何连续性衰减并引起列车运动状态突变的现象, 以三维曲线的Frenet标架为基础, 结合曲率、挠率建立三维车体运动状态模型, 得到了曲率、挠率与车体加速度、急动度的关系, 并通过该模型从三维角度分析了三维曲线的几何连续性等级对车体运动的影响; 考虑几何连续性对曲率、挠率的要求, 提出以曲线曲率、挠率变化最小为目标的线形选择方法, 利用三维欧拉曲线创建平竖重合段高阶连续曲线。研究结果表明: 传统平竖重合段曲线连接点处几何连续性存在衰减, 仅为1阶几何连续, 曲率、挠率对列车加速度和急动度起主导作用, 几何连续性的衰减是竖向急动度突增的主要原因; 二维设计曲线在起点处的竖向急动度为1.206~1.264 m·s-3, 超过乘客舒适性运动学阈值0.240 m·s-3, 难以实现二维线形的高阶几何连续; 提出的曲线设计方法对连接点处的曲率和挠率都有明确定义, 容易在连接点处实现高阶几何连续, 且不存在几何连续性衰减, 曲线的曲率、挠率变化最小, 可有效降低线形参数变化给车体运动带来的不良影响; 所建曲线的加速度与急动度在全程均连续且满足运动学阈值, 实现了2阶几何连续, 最大竖向急动度为0.149 m·s-3, 为阈值的62.0%, 为二维设计的11.7%~12.3%, 有效地改善了行车稳定性与乘客舒适性; 所建曲线路径与二维设计相比变化小, 在2%~3%坡度差时, 水平、竖向坐标差分别为0.907~2.305、1.085~2.498m;所建曲线的设计参数同时也是车体运动状态的计算参数, 从而可根据列车运行条件直接优化线路的设计。