基于力法的动车转向架构架参数化设计

基于结构力学中的力法原理,对动车转向架构架结构几何尺寸进行参数化设计,利用Microsoft Visual C++6.0实现程序化。根据构架设计的原始参数、UIC 615-4—2003标准规定的计算载荷和载荷工况及制造材料的许用应力,确定构架的总体尺寸和不同截面的几何尺寸,分析动车转向架构架在各个载荷工况下的最大名义应力。通过计算应力与许用应力的比较,检查构架结构尺寸的合理性。计算结果表明:在构架结构方案设计过程中,根据UIC 615-4—2003和EN 13749—2005标准的规定,载荷工况1~13的von-Mises应力小于制造材料16Mn的许用应力230 MPa,载荷工况14的von-Mises应力小于制造材料16Mn的屈服极限345 MPa,构架的静强度满足设计的要求,因此,应用参数化设计可以快速有效地确定构架的结构几何尺寸,提高构架的设计效率。     

快速与重载车辆轮轴铁道车辆车轴强度设计方法

阐明了《铁道车辆车轴强度设计方法》的适用范围;提出《铁道车辆车轴强度设计方法》中车轴强度计算的载荷工况、许用应力,介绍了载荷工况和许用应力的确定方法;提出了车轴截面应力计算方法和3种材料的许用应力。（本文有删节）     

机械零件设计中材料的极限利用

通过对塑性材料和脆性材料计算应力、许用应力和极限应力的理论与实践分析,探讨进行构件设计时提高材料使用效能、减少材料用量的方法。     

推移质起动切应力探讨

从推移质泥沙起动的特点出发,通过分析床面泥沙颗粒的受力,引入了附加质量力的概念及表达式．采用物体滚动时力矩平衡原理,推导出泥沙起动无因次切应力起动公式,并利用有关参数的经验值对无因次切应力系数进行了验算．结果表明,该系数并非一个常量,而是介于某个区间,且随起动状态及颗粒在床面相对暴露度的变化而变．对弱动无因次切应力数为0．0291～0．0582;对中动为0．353～0．706．与其它学者们的公式进行了比较,该系数涵盖了其它学者公式的系数．同时,推得了散粒体泥沙起动流速公式,其系数同样不是一个常量,结论可以解释不同的作者通过实验所拟合的系数离散度较大的原因．公式基本能反映泥起动特性．     

单根普通V带基本额定功率数表的公式化

用文献[1,2]中推荐的V带传动额定功率计算公式,对文献[3]中普通V带7种带型的基本额定功率数表进行了处理,求出了文献[1,2]推荐计算公式中相应的C1、C2、C3和C4 4个系数,实现了普通V带7种带型基本额定功率数表的公式化.     

不同电压等级静电放电频谱分析

根据IEC 61000-4-2标准的4 k V放电电压的静电放电(ESD)电流表达式及待定参数值和其他放电电压ESD电流曲线的特征数据,利用迭代法、编程求解确定2 k V、6 k V和8 k V的ESD电流表达式的待定参数值,最后对不同放电电压的ESD电流表达式进行频谱和能量分析.结果表明:不同放电电压等级的ESD电流表达式的待定参数值I0和I1与对应放电电压等级呈线性关系,I0的比例系数约等于4.2,I1比例系数约等于2.3;不同放电电压等级间的电流直流分量呈线性关系,比例系数约等于1.318 9;不同放电电压等级ESD电流幅值,在频率0~30 MHz间随频率增加而下降,此后随频率增加而上升,在60 MHz时达到第二次峰值,再随频率增加而逐渐衰减,到1.2 GHz时衰减为零;同一频率,不同放电电压等级间的电流幅值呈比例关系,不同频率时其比例系数不同,随着频率增加比例系数减小; 8 k V放电电压的ESD电流能量是2 k V的20倍左右.     

复杂工况下高速公路路堑边坡稳定性分析

以某高速公路路堑边坡为研究对象,采用大型有限元软件进行了建模分析,分析了坡顶荷载、降雨和坡顶渗漏工况下的边坡安全系数变化规律,并重点研究分析最不利条件下路堑边坡的安全系数和位移变化规律,得到以下结论:边坡安全系数随坡顶荷载、降雨历时和坡顶渗漏历时的增大而减小,相比于坡顶无荷载时,荷载取200kPa、400kPa和600kPa时边坡稳定系数分别减小了43. 4%、65. 2%和71. 8%,在坡顶荷载取最大值600kPa时,边坡安全系数为1. 41,仍处于稳定状态;相比于降雨历时为0时,降雨历时取3h、6h、12h和24h时边坡稳定系数分别减小了54. 4%、55. 4%、56. 2%和57. 2%;相比于坡顶渗漏历时为0时,坡顶渗漏历时取1d、3d、7d和24d时边坡稳定系数分别减小了0、24. 8%、31. 2%和44. 2%;复杂工况下,坡肩处、平台和二级边坡坡脚处水平位移较大,一级边坡水平位移接近于0,当历时12h时,边坡处于欠稳定状态,当历时达到24h时,边坡稳定系数小于1,此时边坡极可能会发生滑塌,应提前给予加固处置。     

剪切变形对波形钢腹板箱梁挠度的影响

波形钢腹板箱梁是一种新型的钢 -混凝土组合结构 ,与传统混凝土腹板箱梁相比 ,其挠度计算中剪切变形的影响是不可忽略的。结合波形钢腹板箱梁的结构特点并应用初等梁理论 ,提出该种箱梁受弯时考虑了剪切变形影响的挠度计算方法 ,通过模型试验和有限元分析进行了验证 ;同时指出不同剪跨比 ,剪切变形对箱梁挠度的影响是不同的 ,并就考虑剪切变形影响与否的剪跨比界限值提出建议解此微分方程即可得到考虑剪切变形对挠度影响时梁的总挠度 y。考察简支梁在一集中荷载作用下的情况 ,如图 5所示 ,集中荷载 P作用在梁跨中 ,梁跨径为 l,对任意截面而言 ,剪力如下　 0≤ x≤ l2 ,Q( x) =P/2 ;l2 相似文献   

腹拱对V形支撑0#块的影响分析及其结构优化研究

依托桂林龙门大桥新建工程项目,针对大跨度带腹拱V形支撑0#块最不利的施工工况,建立0#块有限元模型,同时建立不带腹拱的V形支撑0#块和不考虑腹拱自重的0#块有限元模型进行对比分析,得出腹拱自重是造成0#块应力恶化的主要原因;提出了一种新的结构形式——采用横墙作为0#块主梁中间支承的结构,仿真分析证明这种方式可以同时控制V形支撑上主梁的挠度以及V形支撑底部的不利应力。     

异种材料填充开圆孔矩形薄板应力集中的弹性分析

通过对孔内填充异种材料矩形板的应力—应变分析,导出了求解应力集中系数的精确公式,并根据该问题的特点和材料弹性常数变化对应力集中现象影响的规律,给出了应力集中系数计算的简化公式.通过与有限元结果的比较证明了本文精确公式与简化公式的精度和可靠性.     

如何确定V带传动压轴力的大小和方向

介绍了计算V带传动压轴力的几种常见公式,指出了它们的不足之处。提出一种既简便,又能精确地确定压轴力Q的大小和方向的新方法,并推导了计算公式。     

温度和干缩对钢桥面铺装层受力的影响

根据钢桥面铺装的受力特点,推导了钢桥面铺装层的温度应力计算公式;结合实际铺装材料和实际使用环境,计算了常用铺装材料的温度及收缩应力,并与车辆荷载作用下铺装层的应力计算进行对比。研究表明:温度和干缩作用远大于车辆荷载对钢桥面铺装层的受力影响。     

三向应力作用下浅埋锚定板的容许抗拔力计算

应用三向应力作用的双剪强度理论,在Rankine土压力理论的基础上,得出三向应力作用下无粘性土的主动、被动土压力计算公式;将此公式应用于无粘性土中浅埋锚定板的容许抗拔力计算,使计算出的容许抗拔力值比以只考虑大小主应力而不考虑中间主应力的Mohr-Coulomb强度理论为基础计算出的该值增大,表明实际土体具有更大的抗拔潜力.     

水泥混凝土路面结构厚度抗冻分析

根据水泥混凝土路面抗冻观测 ,结合以应力、相对延伸度、路面平整度的计算与分析 ,提出了我省公路水泥混凝土路面容许不均匀冻胀值与允许总冻胀值。并以此为依据 ,计算并推荐了该路面结构抗冻厚度。     

增大截面法加固石拱桥最小加固层厚度

以容许应力理论为基础,考虑利用增大截面法加固主拱圈前后的受力特点,并以保证加固层与原结构变形协调为前提,在加固前建立一个关于加固层厚度的截面破坏方程,通过合理的解方程来确立加固层最小厚度,从而为快速确定最小加固层厚度提供合理的理论保证,并减少试算和验算的工作量,对石拱桥加固理论化有着一定的推动作用。     

黄土地区新建地铁隧道下穿时既有地铁线路沉降控制标准

针对西安地铁5号线近距离下穿地铁2号线的工程实际情况, 分析了既有地铁线路的安全判断准则、正常使用要求和服役状态, 选取弯矩、曲率半径、容许应力、容许切应变与轨道变形作为新建地铁隧道下穿时既有地铁线路沉降标准的控制因素, 构建了既有地铁线路的力学模型, 推导了既有地铁线路允许沉降计算公式, 确定了黄土地区新建地铁隧道下穿时既有地铁线路的沉降控制标准。分析结果表明: 以既有地铁线路的弯矩、曲率半径、容许应力、轨道变形与容许切应变依次作为控制因素时既有地铁线路允许沉降分别为22.40、20.85、48.14、20.23、21.06mm, 其他地区下穿工程经验允许沉降与国内相关规范允许沉降为20mm, 因此, 最不利控制因素即轨道变形的允许沉降接近既有相关允许沉降, 建议黄土地区新建地铁隧道下穿时既有地铁线路沉降控制基准为20mm; 对既有地铁线路沉降控制标准进行了分级管理, 选取沉降控制基准的100%、80%和60%分别作为既有地铁线路的控制值(20mm)、报警值(16mm) 与预警值(12mm), 提出了下穿时既有地铁线路的预警体系; 评价了新建地铁隧道下穿时既有地铁线路沉降的安全级别, 并给出了相应的处置措施, 安全级别为Ⅰ级, 即沉降不大于12mm时, 新建隧道正常施工并做好监测, 安全级别为Ⅱ级, 即沉降为(12, 16]mm时, 加强监测并实时反馈, 安全级别为Ⅲ级, 即沉降为(16, 20]mm时, 停止施工, 并启动应急预案, 安全级别为Ⅳ级, 即沉降大于20mm时, 达到破坏级别, 不允许施工。      

增大截面法加固石拱桥最小加固层厚度

以容许应力理论为基础,考虑利用增大截面法加固主拱圈前后的受力特点,并以保证加固层与原结构变形协调为前提,在加固前建立一个关于加固层厚度的截面破坏方程,通过合理的解方程来确立加固层最小厚度,从而为快速确定最小加固层厚度提供合理的理论保证,并减少试算和验算的工作量,对石拱桥加固理论化有着一定的推动作用。     

不规则结构面剪切特性试验研究

为对岩体工程中不规则结构面力学特性进行基础性研究,选取N.R.Barton提出的10条标准剖面线中的第1、4、6、8、10条模拟结构面的表面形态对水泥砂浆试件进行不同法向应力水平下的常规剪切试验,并在对试验数据对结构面的剪切特性和剪切扩容现象进行深入分析的基础上,提出了适合水泥砂浆材料的抗剪强度经验公式和反正切函数的结构面剪切特性方程.研究结果表明:粗糙系数越大或法向应力越大,结构面越易表现为切齿破坏;粗糙系数越大或法向应力越小,结构面越易表现出扩容现象.      

动车组铝合金车体焊缝质量等级评价的应力因数计算方法

建立了某型动车组铝合金焊接车体的有限元分析模型，对焊缝部位进行简化建模，焊缝与实际存在的差异在等效结构应力计算中进行修正；基于标准BS EN 12663—1:2010分析了车体承受的载荷，采用Box-Behnken正交矩阵设计确定了车体的9个疲劳载荷工况；对车体有限元模型施加多轴载荷，分析了车体侧墙上的4条长焊缝部位的应力分布，确定了6个应力因数计算的关注点；采用名义应力法和等效结构应力法计算车体侧墙焊缝的应力因数，对比分析了2种应力分析方法。分析结果表明:2种应力分析方法在循环次数为1.0×107的许用应力范围不同，名义应力为16.40 MPa，等效结构应力为26.61 MPa；6个关注点的名义应力范围均小于其等效结构应力范围，得到的车体焊缝6个关注点的名义应力和等效结构应力的应力因数分别为0.33、0.25、0.50、0.49、0.76、0.62和0.23、0.24、0.39、0.45、0.61、0.48；针对同一焊缝的关注点，名义应力法计算的应力因数大于采用等效结构应力法计算的应力因数；名义应力法存在很大的分散性，导致应力因数偏大，而等效结构应力法物理意义更明确，计算的应力因数更为合理。