简支梁在行驶车辆下的动态响应

把桥梁和车辆看作两个分离体系,提出了四自由度1/2车辆模型;应用广义虚功原理建立振动方程,并引用国标(GB/T 7031—1986)建议的公路路面功率谱密度的拟合表达式,求得了不同等级桥面的不平整度值;通过数值仿真得到不平整桥面简支桥梁在运行车辆作用下的时域响应,获得了相应冲击系数随桥面等级及车速变化规律。结果表明,桥梁冲击系数随着车速增加呈增大趋势;随着公路桥面等级变差呈非线性增大,桥面等级是影响车辆动力作用的最显著因素。     

基于耦合的沥青混凝土桥面铺装动力响应

为研究耦合作用下沥青混凝土桥面铺装层对车辆荷载的动力响应,采用MATLAB软件求解由梁单元建立的车辆与桥梁及其铺装层结构的耦合振动方程,得到耦合作用下车辆对铺装层的荷载作用;将上述荷载转化成面荷载施加在由实体单元建立的有限元模型上并借助于ANSYS软件进行计算,得到不同工况下铺装层结构的动力响应;确定铺装层结构设计的控制指标并分析不同车速、不同不平度以及是否考虑耦合作用对各控制指标的影响,为铺装层结构的设计提供理论依据。     

缓和曲线长度对车辆行驶轨迹的影响

为揭示自由流交通状态下,缓和曲线长度对车辆行驶轨迹的影响规律,在预瞄最优曲率模型的基础上,引入S-K(弧长-曲率)平面线形模型,提出了面向公路路线安全评价的驾驶员方向控制模型.仿真结果表明:车辆进入曲线段时,行驶轨迹存在朝曲线内侧偏移的运动趋势;出曲线段时,车辆行驶轨迹趋于朝曲线外侧偏移.缓和曲线长度对车辆行驶轨迹的影响显著,缓和曲线越长,车辆行驶轨迹侧向偏差越小,反之则越大.对于二级公路对称基本型平曲线设计,缓和曲线长度建议采用0.4~0.6倍圆曲线半径为宜.     

桥面不平度影响下大跨斜拉桥冲击系数研究

对客车在跨斜拉桥上行驶时的车-桥系统振动特性进行了分析,探讨了车辆对桥梁的冲击振动响应。在桥面不平度激励下建立车-桥耦合振动空间分析模型,对车辆行驶速度、横向车辆并行与交会、车辆纵向间距影响下的桥梁竖向振动及桥梁冲击系数的变化规律进行了研究。研究结果表明：桥面不平度会显著影响桥梁冲击系数,桥面不平度等级的提高使车辆对桥梁的竖向冲击作用更加明显,并且会加剧行车速度、横向行车状态及车辆纵向间距对桥梁冲击系数的影响。因此,大跨度桥梁运营过程需要保持桥面的平整度以减小车辆对桥梁的冲击作用。     

弯道宽度对车辆行驶轨迹和速度的影响规律

采用虚拟道路行驶仿真方法,在具有不同路宽的弯道上,进行了小客车行驶试验,分析了通道宽度与不同的弯道半径、转角相组合时其变化对行驶轨迹和速度的影响.研究结果表明:当弯道转角在20°～50°时,通道变宽能使轨迹半径和速度明显地、近乎线性地增加,其中受影响最大的是转角为20°、半径低于200 m的弯道.当通道宽度从2 m增加...     

桥面平整度对连续梁桥动力响应的影响分析

不同等级桥面平整度对连续粱桥各特征截面的动力响应有一定的影响。相关研究表明，桥面平整度是车辆对桥梁产生冲击的一个重要因素，现行桥梁规范中的冲击系数公式仅适用于桥面状况比较良好的情况。     

路面随机不平度下车辆对路面的动载特性

采用快速傅立叶逆变换法对路面随机不平度进行时域模拟,建立二分之一车辆动力学模型,应用龙格-库塔法分析了路面等级、车速、载质量和车辆参数对路面动载荷的影响,研究了车辆产生的动载荷规律。仿真结果表明:车辆动载随着路面不平度的增大而明显增大;车辆动载和动载系数随着车速的提高而增大,且在固有频率附近会出现峰值;载质量的增加虽导致动载系数降低,但动载增大,故应严格限制超载现象;增大轮胎刚度和减小悬架阻尼都会引起车辆动载与动载系数的增大,因此,应限制高压轮胎的使用和选择合理的车辆阻尼参数。     

车辆行驶对跨线桥梁钢管柱支架的力学影响研究

跨线桥梁钢管柱支架下方车辆通过时,会使桥梁支架结构产生扰动,影响桥梁施工质量。以某跨线铁路桥梁钢管柱支架为例,利用有限元软件建立车-路-支架模型,研究车辆下穿支架时,车速、车重、车道、车辆与钢管柱相对位置等参数对钢管柱支架力学性能的影响。结果表明：将车速限制在50 km/h以下对桥梁支架的影响是最低的,根据支架类型和施工精度要求不同需要对桥梁支架下方车重做不同的限制要求;支架门洞数为一个时,车辆通过对桥梁支架影响最小。在桥梁施工期间应限制桥梁支架下方车道数量不超过双车道,应控制车辆距离桥梁支架钢管柱的纵桥向距离在2 m以上,保证施工精度。     

桥梁柔性对中低速磁浮车辆平曲线通过的影响

为研究桥梁柔性对中低速磁浮车辆在曲线半径为70.0 m的平曲线上运行时的动态响应影响,对通过柔性桥梁和刚性轨道时的车辆动态响应开展了对比分析. 首先,建立了122个自由度的车辆空间动力学模型,模型中考虑了具有主动悬浮与被动导向特性的二维磁轨关系;其次,利用三维铁木辛柯梁参数化建模方法,建立了由柔性桥梁组成的平曲线有限元模型;最后,通过悬浮力的联系形成了车辆-曲线桥梁系统刚柔耦合动力学模型. 研究结果表明:17.0 m跨径的圆曲线桥梁的自振特性和动位移响应满足相关标准要求;与车辆通过刚性轨道相比,柔性桥梁作用下的车辆系统动态响应更为剧烈,这种差异在车辆系统的横向动态响应上体现明显,而悬浮间隙和车体垂向加速度的响应差异较小,考虑刚性轨道时将高估车辆的曲线通过能力;柔性桥梁和刚性轨道两种模型计算得到的电磁铁最大横向位移不超过6.0 mm,悬浮间隙可在额定值的 ± 4.0 mm内波动,表明在开展对比计算的工况下车辆具有良好的曲线通过性能.      

停车场对连接路段车辆速度的影响研究

为了研究停车场出入口处车辆驶入驶出对连接路段车辆速度的影响,对停车场规模、驶入驶出率、出入口道路长度等影响因素进行分析,引入时间障碍率参数,利用时间障碍率来反映停车对路段车辆的影响,将停车影响作为路段车辆的交通阻抗,在BPR路阻函数模型的基础上建立主路车流受停车影响的车辆速度模型。运用VISSIM仿真软件进行停车场出入口处仿真,与车速模型计算结果进行对比分析。结果表明,车速模型计算结果与仿真结果相差较小,车速模型具有一定的准确性。     

不对称悬臂施工时配重对连续梁桥应力和 线形的影响

故县特大桥主桥为(40+64+40) m三跨预应力混凝土连续梁桥,设计中边跨比中跨多出一个不对称梁段AZ,为了保证T构的稳定和受力安全,在不对称梁段施工时,需要在中跨采取合理的压重平衡措施。以此为背景,利用有限元软件Midas分别计算了3种不同配重工况下梁体关键截面的应力和成桥状态下施加二期恒载后的累计位移。通过对比分析,得出在悬臂施工边跨不对称梁段时,中跨配重措施有利于减小主梁的最大应力和挠度,保证梁体的稳定和受力安全。     

山区低等级公路弯道行车速度对行车轨迹的影响

将驾驶模拟器应用于交通仿真中.在具有不同道路线形组合的弯道上,对小客车进行了行驶试验.针对山区低等级公路小半径曲线的特点,分析了行车速度的变化趋势以及与行驶轨迹的关系.对于小半径曲线而言,车辆在进入曲线时速度降低,轨迹发生内向偏移;而车辆在驶出曲线时速度提高,轨迹发生外向偏移.进一步地考虑曲线路段车辆受力特征及驾驶人驾驶行为,分析了行车速度与行车轨迹侧向偏移的相关性,得到了基于车速的行车轨迹侧向偏移计算模型,计算结果可为山区公路线形设计提供参考依据.     

缓和曲线线型对铁道车辆动力学性能的影响

分析了车辆在缓和曲线上的受力情况, 利用动力学仿真软件SIMPACK对转向架为ZK6的25t载货车辆通过3次抛物线型、4-3-4型、5次型缓和曲线时的动力学性能进行了仿真计算, 并与理论分析结果进行对比。对比结果表明: 缓和曲线线型对车辆动力学性能的影响较大, 特别是在连接点处; 3次抛物线型缓和曲线连接点处的动力学性能相对4-3-4型与5次型较差, 车体垂向加速度最大相差达到83%, 其他指标相差也在10%左右; 4-3-4型相对于5次型只是在缓和曲线上的分段点处的车体垂向加速度相差63%, 而其他动力学性能指标相差均在2%以内; 4-3-4型和5次型要体现其优势则需要增加其长度。     

车辆碰撞速度对行人伤害的影响分析及仿真

在对车辆与行人碰撞事故进行分析的基础上,针对车辆与行人碰撞的特点,利用多刚体动力学方法和软件,建立车辆与行人碰撞的多刚体模型,并对车辆碰撞速度对行人伤害的影响进行计算机模拟仿真,得出车辆碰撞速度对行人伤害的原因和规律,从而为车辆与行人碰撞的研究提供了一定的依据.     

车轮型面位置偏移对车辆动力学性能的影响

为了分析LMA车轮型面位置偏移对车辆动力学性能的影响,设计不同型面位置偏移量的车轮,通过轮轨接触分析和车辆动力学计算,分析了车轮型面位置偏移对轮轨几何接触特性、车辆临界速度和曲线通过性能的影响.结果表明,较小的偏移量对临界速度影响不大,当偏移量达到1.75 mm后临界速度急剧下降.以均衡速度通过曲线时,型面偏移量的增大对轮轨横向力的影响不大,但会使轮对横移量的最大值显著增大.与反相偏移相比,同相偏移对车辆在直线上的临界速度及曲线上的横移量影响更大.因此,车轮型面位置偏移对车辆动力学性能有较大影响,应当避免发生,LMA车轮型面偏移量最大不得超过1.75 mm.     

考虑速度对反应强度影响的车辆跟驰模型

全速度差(FVD)跟驰模型考虑了速度差对司机驾驶行为的影响,但是其仍不能反应车辆跟驰过程中的非对称性。在FVD模型的基础上,考虑司机对速度差的反应强度受车辆当前速度的影响,建立了新的模型。新模型能够解释司机加速和减速过程中的非对称性现象出现的原因:司机对前后车速度差的关注强度与车辆当前速度大小成负相关,从而造成司机减速过程比加速过程更为急促。模型的自然稳定曲线也表现出车辆的减速和加速过程的非对称性。计算机仿真结果指出新模型能够描述车辆跟驰过程中的非对称性,并指出当前速度是引起这种非对称性的原因之一。     

重载轨道曲线几何参数对轮轨耦合动力特性的影响

基于车辆-轨道耦合动力学理论,根据中国最近研制的27 t轴重侧架交叉支撑转向架及C_80E型通用敞车的实际结构和重载铁路曲线轨道结构特点及其技术规范要求,建立了曲线轨道的重载铁路货车-轨道耦合动力学模型;基于新型快速数值积分方法、Hertz非线性弹性接触理论和Shen-Hedrick-Elkins非线性轮轨蠕滑理论,应用计算机仿真计算了不同工况下重载货车曲线通过时的轮轨耦合动力特性,分析了曲线半径、缓和曲线长度和外轨超高等曲线几何参数对重载货车轮轨动力作用的影响。分析结果表明：曲线半径在400~800 m范围内变化时对轮轨动力影响极为明显,而当曲线半径大于800 m后其影响逐渐弱化,重载铁路曲线半径一般不应小于800 m;增加缓和曲线长度能在一定程度上降低重载货车轮轨动力作用,但其作用效果存在长度拐点,拐点前效果明显,拐点后影响甚微,且曲线半径和运行速度都会影响拐点的具体位置,建议根据拐点位置来确定不同曲线半径线路的最小缓和曲线长度;过大的欠超高或过超高均会加剧重载货车曲线通过时的轮轨动力作用,但在欠超高为-20~0 mm时重载货车的综合轮轨动力响应相对较小,即保持货车以适当的欠超高(-20~0 mm)通过曲线有利于降低轮轨动力和磨耗,这与中国铁路工程运输实际设置的欠超高取值范围一致。     

轮轨纵向几何不平顺对直线电机地铁车辆动态行为的影响

为研究直线电机地铁车辆系统在轮轨几何不平顺激振作用下的动态行为,基于车辆-轨道系统耦合理论,建立了考虑直线电机子系统的地铁车辆-轨道耦合系统动力学模型.应用该模型研究了车轮非圆化、钢轨焊接接头几何不平顺以及钢轨波磨对车辆和直线电机系统的振动响应、轮轨作用力及车辆稳定性等特性的影响.研究结果表明,几何不平顺中长波(大于1 m)影响气隙波动,短波(小于1 m)造成轮轨剧烈冲击振动,需特别注意钢轨焊接接头,其可使轮轨作用力增大1.5倍,气隙降低2~3 mm,轮轨甚至发生分离.