基于有限元方法的铁路路基动力响应场分析

在模拟了铁路轨道不平顺和高速列车振动荷栽的基础上,分析了铁路路基动力响应(位移、加速度、应力)在列车荷栽作用下线路横断面的分布规律,得到路基动力响应的横断面分布场图,找出了路基动力响应的最不利位置.将模拟计算结果与秦沈客运专线现场动力测试数据对比,两者反映出的规律是一致的.     

考虑行波效应的盾构隧道多点振动台试验

为了研究长盾构隧道在考虑行波效应的地震动作用下的纵向响应规律,以上海沿江通道盾构隧道为原型,利用多功能振动台台阵系统,设计并完成了盾构隧道的多点振动台模型试验。鉴于长大盾构隧道工程规模和多点振动台试验系统的能力,试验几何相似比确定为1∶60;基于Buckingham-π定理以及量纲分析方法,确定了试验所需的土与结构的动力相似关系;为了模拟沿隧道纵向的行波输入,设计并制作了节段式模型箱,箱体总长22m,分为4个主动箱以及3个从动箱,箱体之间通过弹簧铰相连;以砂子和锯末按照一定质量比拌合来优化配置模型土,并通过室内三轴试验进行测试验证;考虑土-结构相对刚度相似比为控制指标,选取PE材料作为模型材料;根据刚度等效原理,设计并制作了盾构隧道的多尺度结构模型。试验以上海人工波为地震动输入,通过一系列工况的多点振动台试验模拟,得到了行波效应下盾构隧道模型结构的地震响应规律。试验测试数据包括行波效应下模型土和模型结构的加速度响应、隧道管环环缝的伸缩量响应等。对比分析了一致输入和行波输入下隧道结构的动力响应。试验结果表明:相比一致激励输入,行波效应会明显放大模型结构的加速度响应和环缝变形响应,从而对隧道抗震产生不利影响;地震动非一致激励应该在盾构隧道的纵向抗震设计中得到足够重视。     

地震峰值加速度对填筑路基地震响应特性的敏感性分析

针对填筑路堤地震作用下的动力响应敏感性,采用数值模拟方法研究典型填筑路堤内部在地震作用下的动力参数(加速度、速度、位移)及残留位移等随地震峰值加速度的变化规律及敏感关系,分析结果对明确填筑路堤动力稳定性的关键部位,提高路基设计水平等均具有较强实用价值和指导意义.     

基于PFC2D的快速液压夯实机数值模拟研究

为研究粉质粘土在快速液压夯实作用下的动力响应机理,以汕湛高速揭博项目T10标段的现场试验为基础,通过引进颗粒流程序(PFC2D),研究夯板与土体的动力响应,分析土体颗粒运动以及其与夯板的运动规律。结果表明:在有效压实范围内,土颗粒运动密实的顺序是由上而下,会造成冲击能量的耗散;夯板加速度峰值与不同深度处土体的压实度呈二次曲线关系,数值模拟结果与现场试验基本吻合。     

复杂环境荷载下斜拉桥单塔结构动力响应试验

就目前斜拉桥桥塔结构在复杂环境荷载(地震、波浪和水流)联合作用下的动力学模型,针对其构建难度高和数值模拟技术不成熟等问题,以某一试设计的斜拉桥中的桥塔为研究背景,首先利用重力-弹性力相似律和等效变换方法设计了几何比尺为1∶100的桥塔-群桩基础试验模型;其次设计了无水环境下白噪声扫频、正弦波共振,有水环境下地震、正弦波浪和水流单独/联合加载分级加载制度;最后采用大连理工大学的地震、波浪和水流联合模拟试验系统对该模型进行地震、波浪和水流单独/联合作用下的动力响应试验,分析了复杂环境荷载(地震、波浪和水流)作用下斜拉桥单塔结构上动水压力的变化趋势、动力响应特性和破坏机制。试验结果表明:当斜拉桥桥塔结构遭遇随机荷载作用时,加速度响应主要位于承台处,群桩上部和桥塔下部为应变较大区域,地震作用对动水压力贡献最大,波浪作用次之,水流影响最小;斜拉桥桥塔顶部动力响应幅值与输入的地震动特性相关,当地震荷载和高海况正弦波浪联合作用时,地震对桥塔顶部的加速度贡献较大,波浪作用贡献较小,但是也不容忽视。试验结果可为超大跨深水基础斜拉桥抗震设计规范的修订提供重要的参考。     

风积沙路堤地震动荷载作用下动力响应及其频谱特性分析

为了研究风积沙路堤在地震动荷载下的动力响应及其频谱特性,设计和制作了模型路堤并进行振动台试验,借助在模型路堤中预先埋设的加速度传感器测得的数据,进行风积沙路堤的地震动力响应分析。研究结果发现路堤的滤波作用较为显著,先期震动强度和次数对风积沙路堤的动力响应特性有规律性的影响,另外随着加载的动荷载强度的增大,风积沙路堤对输入地震波的加速度放大倍数呈非线性的减小。得出结论:风积沙路堤的阻尼比、自震频率、动模量等参数在动荷载作用下呈现出规律性的变化,而这也是风积沙路堤的动力响应呈现规律性变化的原因。     

斜交型立体交叉隧道的地震动力响应研究

为探究立体交叉隧道在地震荷载作用下的动力响应并对立体交叉隧道的抗震设计提供理论参考,通过大型振动台试验,分别研究加载X单向及XZ双向El-Centro波时,斜交型立体交叉隧道的上跨和下穿隧道及交叉区段坡体内部加速度峰值的分布规律。试验结果表明:1)上跨及下穿隧道拱顶加速度峰值在交叉段中心断面处最大,影响区段两侧断面较小,呈现出"抛物线"分布,表明拱顶易成为立体交叉隧道抗震的薄弱环节; 2)由于下穿隧道及空间效应的存在,导致上跨隧道交叉断面仰拱处的地震响应较拱顶而言明显减弱,同时下穿隧道仰拱交叉段中心断面处动力响应最小,即仰拱破坏模式表现为影响区段两侧断面—交叉段中心断面的传递演化形式; 3)坡体内部交叉中心段的加速度响应存在叠加效应,导致该点的地震响应最为强烈,且其余测点的加速度放大系数随着埋深的增大而逐渐减小; 4)在加载XZ双向地震波时,其同一测点的动力响应相较于只加载X单向时显著增长,且在高地震烈度(0.4g～0.6g)时这种增长现象的变化幅度较大;此外,地震波加载方向的改变对立体交叉隧道仰拱处的地震响应产生不同影响。     

秦沈高速铁路路基动位移模拟分析

模拟了秦沈客运专线的路基条件,计算分析了铁路路基的动力响应(位移)在列车荷载作用下的分布规律及影响路基位移值的各种因素.提出了路基动力响应(位移)随车速变化的"双峰现象"及其成因,并将数值模拟结果与秦沈客运专线现场动力测试试验数据进行了对比分析.     

桩筏连接形式对劲芯复合桩地震响应影响试验研究

为揭示桩筏连接形式对可液化地基中劲芯复合桩地震响应的影响规律,采用1g振动台开展了连接式和非连接式复合桩桩筏基础的模型试验研究,对比分析了 2组试验工况中模型体系的固有频率和阻尼比、试验场地宏观现象、土体的超孔压和加速度、上部结构的加速度和位移、桩身弯矩等动力响应.2种工况中均输入不同地震动强度的El Centro地震...     

基于动力性和经济性的轿车换挡规律设计与试验研究

基于TU3．2电控发动机的稳态特性、变速器设计参数和富康轿车整车参数，设计了该车动力性换挡规律和经济性换挡规律，在转鼓试验台上进行了ECE15工况下的换挡规律优化试验，并对换挡规律台架优化试验方法进行了探讨。试验表明，经济性换挡规律使得车辆的燃油经济性得到改善；动力性换挡规律具有良好的动力性，换挡前后加速度变化不大。     

车辆随机输入的动态仿真和试验研究

按汽车行驶平顺性评价方法，应用MATLAB工具箱编制了针对五自由度汽车模型的随机输入动态仿真程序，通过仿真可直接获得给定测点的加权加速度均方根值分量的最大值和总加权加速度均方根值，仿真结果与随机输入行驶试验结果基本吻合，证明仿真方法是正确的，该程序可用于汽车悬架系统参数的设计和平顺性的评估。     

出口客车车身结构强度的倾翻仿真试验

为研究客车倾翻试验后的车身结构强度,本文采用计算机仿真方法建立某客车的仿真分析模型,将仿真结果的车身变形、各立柱变形量、加速度响应等与试验结果对比分析,验证仿真分析模型的可靠性,并基于此对车身结构提出改进设计方案。     

浅埋出入口通道交叉段地震动力特性及稳定性分析

地铁出入口通道通常覆土较浅,结构形式变化较大,刚度不连续,特别在交叉口段,结构衔接薄弱,抗震性能差。基于土-结构相互作用模型,利用黏-弹性边界条件,运用时程分析方法研究出入口通道交叉口段地震动力响应。对交叉口段地震动力特性及稳定性进行分析总结,得出交叉口段位移、应力及加速度的动力响应及分布特性,提出其抗震加固部位及范围等的处置措施,以期为高震区地铁抗减震设计提供一定参考。     

基于虚拟迭代技术的中型货车驾驶室载荷谱的求取

某货车驾驶室疲劳载荷激励输入位置位于驾驶室与悬置连接处,在进行整车强化道路耐久试验时无法安装设备直接采集。为获取较为准确的驾驶室疲劳寿命分析载荷谱,对强化耐久路面下整车加速度响应信号进行虚拟迭代。虚拟迭代时需调用整车多体动力学模型,为提高整车模型精度,基于Craig-Bampton综合模态理论生成柔性体车架,建立刚柔耦合的整车多体动力学模型。将Femfat-lab与ADAMS/Car进行联合仿真计算,以白噪声为初始输入,求解刚柔耦合整车多体动力学模型的非线性传递函数,基于循环迭代原理,进行各种典型强化路况下驾驶室悬置附近加速度响应信号的虚拟迭代。利用时域信号对比法及损伤阈值法作为迭代收敛判据,获得满足精度需求的位移驱动信号。将位移驱动信号导入到ADAMS/Car中,对整车多体动力学模型进行驱动仿真,提取驾驶室疲劳分析所需激励载荷谱,将虚拟迭代求得的载荷谱用于疲劳寿命分析所得结果与驾驶室疲劳强化台架试验结果进行对比。研究结果表明：出现疲劳破坏的部位相同度达75%,疲劳寿命误差在20%左右,表明虚拟迭代过程中基于柔性体车架建立的刚柔耦合多体动力学模型的仿真计算,可获得较高精度的迭代结果;以位移谱驱动整车多体动力学模型进行仿真能够有效避免六分力直接驱动时模型翻转等不稳定现象,并且整车模型仿真加速度响应结果与实测相应位置加速度响应吻合度较高;相比于传统的疲劳分析载荷获取方法,虚拟迭代技术可以在较低试验成本的情况下获取较高精度的载荷谱,并能够提取由于连接位置导致的无法直接进行载荷测量部位的疲劳分析载荷。     

利用柔性轮胎模型对车辆起步过程中过渡响应的研究

利用模态参数柔性轮胎模型模拟车辆在起步过程中的动态响应特性，并以相应轴头加速度响应特性的试验结果间接给予了验证。从而解释了车辆在起步时需要较大驱动力矩的原因。其结果亦解释了文献中所描述的起步过程现象。     

包含液压衬套和整车系统动力学仿真建模及方法研究

文章针对液压衬套动态特性展开研究,基于衬套零件结构参数与动刚度、阻尼角的关系,利用AMESim平台搭建了零件的物理模型,通过零件的台架试验验证了模型的有效性.基于Adams平台搭建整车动力学模型并编写相关集成模块进行数据端口连接,实现零件和整车模型间的数据实时交互,并设计整车试验对文章建立的混合模型进行验证.结果表明:...     

Damper modeling for dynamic simulation of a large bus with MR damper

In this study, a large bus is tested to measure its dynamic response by the single-lane change test and the rapid stop test. A full car model is established by ADAMS/Car for computer simulation. For multibody modeling of a large bus, user-defined templates are used in the simulation. Simulation results of the single-lane change test and the rapid braking test are compared to the results of the physical experiments, in which several sensors are installed to measure the vehicle’s responses. The results obtained from the simulation show good agreement with the tests’ results. A dynamic model for the MR(magnetic-rheological) damper is also developed by employing the Magic Formula model, which is widely used in the nonlinear modeling of a tire. Bump simulation of a full car with the MR damper is carried out to verify the performance of the MR damper. The comparison of the simulation results obtained with the MR damper model to the results obtained with the traditional passive damper model showed improved response of the vehicle with the MR damper.     

基于控制瞬态冲击电机振动的悬置系统优化方法

文章建立了包含电机和悬置在内的整车动力学模型,仿真得到了整车在加速和过减速带两个典型工况下电机的动力学响应。建立综合评价指标,在考虑电机悬置系统模态、解耦等设计边界的基础上,建立了考虑悬置刚度和间隙的控制电机振动优化模型,对悬置的关键设计参数进行优化,为开发前期悬置系统的正向设计提供有效的依据。     

基于参数自调整模糊控制方法的半主动空气悬架仿真分析

基于参数自调整模糊控制方法对半主动空气悬架系统进行了仿真分析和试验验证．以某空气悬架大客车1／4车辆模型为仿真对象，设计了参数自调整的模糊控制器，并以随机路面为输入、悬架动行程为约束条件、簧载质量振动加速度和车轮动载荷为评价指标，对模型进行了计算机仿真，同时依据仿真模型设计了空气悬架试验台。仿真和试验结果表明，当汽车行驶工况变化时，引入参数自调整模糊控制方法可以有效降低簧载质量振动加速度和车轮动载荷。