基于子模型的铁路车辆结构强度精细计算

对某铁路货车车体结构进行了有限元强度精细计算.根据车体的对称性建立了1/4几何模型;在Hv-perMesh中采用实体单元建立有限元分析模型,按纵向、垂向工况进行加载;导人ANSYS中完成对车体主模型的静强度有限元分析,通过计算结果与试验测试数据的对比,验证了模型的合理性;运用子模型技术,选取枕梁附近区域建立子模型,进行有限元分析精细计算,得到了较主模型更为接近测试数据的结果.     

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.     

基于基准有限元模型的箱梁TMD振动控制研究

针对高架桥梁结构引起的振动噪声问题,研究TMD控制箱梁结构振动的特性。为了获得精准的箱梁有限元模型,首先以铁路32 m简支箱梁桥为原型,按10:1的几何相似比设计制作简支箱梁缩尺试验模型,应用ANSYS软件建立初始动力有限元模型;对有限元模型模态分析与试验模型模态测试得到的自由模态信息进行误差分析,并采用基于灵敏度分析的模型修正技术对初始动力有限元模型弹性模量和密度进行修正,得到基准有限元模型,误差确认结果显示修正后的有限元模型更精准地反应箱梁的振动特性;进一步利用基准有限元模型,开展TMD控制简支箱梁桥振动的研究,研究结果表明TMD对于抑制桥梁竖向共振有很好的效果。     

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桥梁有限元模型局部刚度修正

在保持梁单元模型计算效率优势的前提下,为尽可能提高桥梁结构有限元模型的精度,提出一种基于人工蜂群算法的桥梁结构有限元模型局部刚度修正方法.以某刚构体系斜拉桥塔梁连接处的有限元模拟为例,对塔梁结合局部区域分别建立精细的实体元模型和宏观的梁单元模型.基于实体元模型的自振模态频率和静载响应转角构造目标函数,采用人工蜂群算法对...     

基于模态参数的梁桥结构模型边界条件参数修正

针对实际桥梁结构复杂的边界条件,详细分析边界条件的附加约束参数。以梁桥结构的水平平动附加约束与扭转附加约束参数为讨论对象,采用最小二乘约束优化反演理论,建立以模态参数实测值与理论计算值误差平方和最小为目标的桥梁结构边界条件变异参数约束优化反演求解问题。在其基础上引入矩阵摄动理论,将结构动力方程的特征值及特征向量一阶摄动代入所建立约束优化方程,显著提高优化求解效率,并通过迭代求解的方式提高边界条件变异参数的求解精度。编制相应求解程序,通过某磁浮轨道梁方案的损伤识别验证表明,仅用前几阶仿真计算得到的模拟实测频率与振型经过4次迭代即可精确反演桥梁结构边界条件变异参数。     

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。     

基于索力响应面法的斜拉桥模型修正

提出一种基于索力响应面的斜拉桥模型修正方法.利用多点约束法建立了斜拉桥一致多尺度有限元模型,在多尺度分析的基础上,以索力作为特征量,采用F检验法进行参数显著性分析,筛选显著性较高的参数作为输入响应,索力作为输出量,采用二次多项式法进行索力响应面方程拟合,并以实测索力为参照运用最小二乘法进行响应面模型修正.最后以实验室独...     

地铁深基坑三维有限元模型尺寸效应分析

针对广州地铁燕塘站深基坑工程,建立了三维有限元模型,对施工过程进行了三维仿真模拟,分析了不同的模型平面尺寸及计算深度对深基坑变形产生的尺寸效应,提出了确定有限元模型合理尺寸的方法。结果表明:当深基坑模型宽度达到或超过3.5倍深基坑开挖深度、地下连续墙底土层厚度达到或超过1倍地下连续墙深度时,基本可消除模型的尺寸效应影响。     

车载下冻土路基稳定性的有限元计算分析

根据车载下冻土路基受力特征,应用虚拟裂纹的概念,并考虑了冻土特有的冰体胶结力作用,提出了路基稳定性的二维模型。应用断裂力学理论,对车载下路基简化模型进行理论推导,建立了在车载及胶结力作用下的路基破坏过程的计算公式,可以计算路基破坏的特征参数,为路基稳定性设计提供参考和依据。在计算方法上采用了半解析有限元法,即计算车载引起的破坏用有限元法,计算胶结力引起的破坏用解析法,然后将二者结合起来计算整个破坏过程。给出了数值算例,计算了不同土质的破坏过程及特征值,与理论预测值相符,说明了方法的有效性。     

弧齿准双曲面齿轮啮合接触冲击有限元仿真分析

针对有限元方法分析螺旋锥齿轮工作中的啮合接触冲击行为,以一对弧齿准双曲面齿轮为例,通过VB控制CATIA的二次开发实现弧齿准双曲面齿轮的虚拟加工,用NURBS曲面函数重构齿面获得可供有限元分析的弧齿准双曲面齿轮的几何模型;通过ABAQUS分析这对齿轮的啮合接触冲击行为.结果表明:在齿面接触区上的任一点的接触压强呈周期变...     

单桩沉降可靠度的随机有限元分析

对土性分布参数随机场模型和轴对称随机场的离散技术进行了研究，给出了计算和组集随机变量自协方差矩阵的方法，提出了多维相关正态分随机数的产生技术，用Neumann随机有限元法进行单桩沉降的可靠性分析，并计算了某试桩沉降的可靠度。     

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。     

基于有限元响应面法的隧道衬砌可靠度分析

文章介绍了有限元响应面法的基本原理。结合具体的隧道工程,在考虑隧道长期安全性条件下,运用有限元响应面法对确定的最危险截面进行了数值分析,拟合出荷载效应的响应面方程,而后运用概率论的知识由响应面方程求出响应面函数的统计特征。采用推荐的分位值法并结合公路隧道设计规范给定的极限状态方程,计算出隧道衬砌可靠度指标。计算结果对确定公路隧道长期安全性的可靠度水平具有一定的参考价值。     

基于杆系有限元在深基桩支护中的应用研究

在采用弹性理论结合有限元法建立力学计算模型的基础上,将开挖面以上支护桩(墙)取为梁单元,开挖面以下取为弹性地基梁单元,将锚杆模拟为弹簧,考虑土体对支护结构的摩擦效应和土压力形成的动态过程,采用弹性杆系有限元法编制有限元程序,并结合工程实例分析了桩(墙)锚杆支护结构的位移和内力变化情况,为深基坑桩(墙)锚杆支护结构的设计理论和方法提供了参考依据.     

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。     

基于有限元法的渐开线斜齿轮接触强度分析

文章以高速动车组传动斜齿轮副为例,分析了斜齿轮在传动过程中的齿面应力分布,并用有限元分析软件Workbench计算了不同刚度系数下的齿轮接触应力。将有限元分析结果与解析法计算出来的结果进行对比分析,验证有限元计算方法的有效性和可靠性。所进行的研究工作对渐开线斜齿轮副设计具有重要的参考价值。