考虑旋转效应的弹性车轮降噪效果与影响参数研究

以某款弹性车轮及其原型普通车轮为研究对象,在考虑车轮旋转带来的移动荷载效应和陀螺效应的前提下,应用2.5维结构有限元法和2.5维声学边界元法预测车轮在给定轮轨粗糙度激励下的振动和声辐射;针对40、80和120 km·h^-1三个运行速度,分析了弹性车轮的降噪机理,研究了弹性车轮橡胶层的材料参数对弹性车轮降噪效果的影响。研究结果表明：车轮旋转使得原本非0节径模态频率处的声功率峰值分叉为2个峰值,其中一个峰值频率比原模态频率高,另一个峰值频率比原模态频率低,2个峰值频率差近似等于车轮的旋转频率乘以2倍的模态节径数;在所考虑的工况下,车轮旋转对车轮声辐射的影响最高达3.2 dB(A),因此,在预测车轮的声辐射时,必须考虑旋转对预测结果的影响;如果橡胶弹性模量太小,则轮箍容易振动,从而有可能辐射比普通车轮更高的噪声;从车轮声辐射的角度,橡胶弹性模量存在一个最佳值,在这个值下,弹性车轮的声功率最低,且低于原型车轮的声功率10 dB(A)以上;增加橡胶阻尼总是有利于车轮噪声的控制,但增加阻尼产生的降噪效果随橡胶弹性模量的增大而降低;对于同一弹性车轮,随着运行速度的提升,相对原型普通车轮的降噪效果不断降低,速度从40 km·h^-1增大到120 km·h^-1,降噪效果降低达4 dB(A)以上。     

无伸缩缝桥梁研究综述

综述了无伸缩缝桥梁(简称“无缝桥”)技术发展,介绍了无缝桥优点、应用和研究热点,分析了无缝桥纵桥向受力特点、桩-土相互作用、台后土压力与抗震性能,指出了新技术研发与应用的现状与发展方向。分析结果表明：无缝桥技术受到许多国家的重视,已开展了大量的实桥监测和其他研究;在纵桥向受力方面,温度变形是其主因,现有规范中所给出的平均温差与实桥监测结果相差较大,应研究精度更高的计算方法;桩-土相互作用是整体桥受力的特点与研究的难点,在计算土抗力时,m法应限于小位移的无缝桥,位移较大时宜采用p-y曲线法;桥台桩基受力复杂,H型钢桩存在屈服、疲劳、屈曲的破坏可能,混凝土桩则易出现开裂病害;无缝桥温升时台后土压力增大,是研究的热点与难点,它随水平变形量和往复变形次数增大而增大的机理、量值和分布未达成共识,有待今后深入、系统的研究;纵桥向受力分析应建立全桥有限元模型,考虑结构-土相互作用和节点非线性性能;钢主梁受压稳定性和混凝土主梁抗裂性能是研究与设计的关键;引板是无缝桥的病害易发构件,面板式引板应减小板底摩阻力,避免开裂和末端沉降,而斜埋入式引板应控制其末端之上接线路面的隆起和下陷;许多无缝桥新技术已被提出并得到应用,今后还需深入研究,如：新材料与新构造在无缝桥各组成部分、台背、桩基与引板中的应用等;无缝桥具有较强的结构强健性、抗倒塌和防落梁能力,抗震研究已取得可喜的进展,但许多国家尚未形成相关的设计规定,应继续研究,为将来的应用和规范制订提供科学依据。     

整体桥H型钢-RC阶梯桩与土相互作用拟静力试验

以H型钢-RC阶梯桩模型试验为背景,进行了2根H型钢-RC阶梯桩(HS-RC-0.25、HS-RC-0.50)及1根H型钢桩(HS)的低周往复荷载拟静力试验;在桩顶施加水平位移荷载,埋设应变片与土压力计,采用特殊设计的桩身水平变位测试方法,得到了H型钢-RC阶梯桩桩身破坏特点、沿桩深方向的桩身水平位移与应变、骨架曲线和滞回性能曲线;利用OpenSEES对比分析了桩顶自由与固定条件下阶梯桩桩顶水平变位能力,得到了阶梯桩水平承载力折减系数与转化系数,对比了利用折减系数得到的模型桩水平承载力计算值与试验值。试验结果表明：H型钢桩的桩顶弹性变形为2~25 mm,其水平变形能力强,承载能力好,加载全过程滞回环饱满,耗能效果好;刚度比对阶梯桩的破坏模式无显著影响,阶梯桩的上段钢桩均无明显的屈曲破坏,变截面处混凝土严重剥落且破坏位置相同;随刚度比增大,阶梯桩-土体系屈服位移及屈服荷载均提高,HS-RC-0.25较HS-RC-0.50桩顶屈服位移减小了29.15%,桩身应变突变减小;阶梯桩的滞回环在加载初期因为滑移表现为捏拢状,而在加载后期过渡为饱满的梭形,耗能效果良好,HS-RC-0.50加载全过程的耗能比HS-RC-0.25多25.4%,具有较好的水平变形能力;对比试验值,HS-RC-0.25的计算误差为-9.68%,HS-RC-0.50的计算误差为-2.47%。可见,HS-RC阶梯桩能满足整体桥桩基的水平变形需求,利用折减系数能较好地计算阶梯桩的水平承载力特征值。     

水平往复大位移作用下整体桥台后土压力计算方法

为研究强震和温度作用下,整体桥台产生的水平往复大位移对桥台与台后填土相互作用的影响,进行了整体桥台-H形钢桩-土相互作用拟静力试验,并基于试验结果研究了大位移作用下整体桥台后土压力的分布规律;根据台后土压力分布,提出了台后土压力合力作用点位置与加载位移之间的关系式,并在现有研究的基础上给出了改进的整体桥台后土压力计算方法。研究结果表明：正向加载(桥台挤压台后土)时,台后各处土压力随加载位移的增加先增大后减小;台背处和台后20%桥台高度处土压力受桥台位移的影响更大,沿深度方向呈梯形分布;台背处土压力分布中,由于台底H形钢桩的约束,最大土压力位于入土深度0.875 m处,台底位置的土压力则略有减小;台后60%桥台高度和1.4倍桥台高度处土压力受桥台位移影响较小,沿深度方向呈三角形分布;负向加载(桥台背离台后土)时,台后土压力沿深度方向呈三角形分布,且台后各处土压力与加载位移不相关,其值相对于正向加载时可忽略;水平往复大位移作用下,整体桥台后土会产生脱空现象,脱空范围超过桥台高度的37.5%;台后土压力沿纵桥向呈指数型衰减,且相比小位移作用下衰减得更快;台后土压力合力作用点位置随加载位移的增大而逐渐降低,且台后土压力系数与加载位移具有明显的非线性关系,呈现先增大后减小的规律;现有土压力计算方法未考虑桥台位移的影响或认为台后土压力在桥台发生小位移时随桥台位移的增大而增大,发生大位移时则基本不变;提出的土压力拟合公式的判定系数为0.92,计算值与试验值的相对误差为6.2%,可作为现有土压力计算方法的有益补充。     

Fisher最优分割在桥梁健康监测门槛值分级中的应用

为提高桥梁健康监测系统的监测能力,完善状态评估系统,对结构特性参数的门槛值进行分级.Fisher最优分割原理可以将有序序列进行最优分类,使得离差平方和最小.建立ANSYS有限元模型,采用实测轴重数据,进行动力分析,对桥梁中跨跨中的横向位移监测指标从数值上按照Fisher最优分割原理进行分级分为:正常值,异常值,报警值.为检验分级效果,将横向位移在各数值段内出现的频率作为分级指标.结果表明,两种分级指标得到的门槛值较吻合,符合统计规律;2.205 mm和2.455 mm可作为横向位移的门槛值.其他监测指标可以采用同样的方法得到.     

不断轨剪力型动态轨道衡检测信号处理

为了保证计量精度,使被称车辆的过衡速度不会受到很大限制,从分析检测信号入手,提出运用Hilbert- Huang变换对检测信号进行分析,采用基于经验模式分解(EMD)算法,利用MATLAB编程对检测信号进行分解,以最终分解后的残余相均值作为所求称重值.实例证明,采用该方法可大大提高动态轨道衡的计量精度和被称车辆的过衡速度.     

基于ZIGBEE的高速公路车辆间通信技术研究

分析了ZigBee技术用于高速公路车辆间通信系统时,针对高速公路的空旷环境、车辆的快速移动性等特点所产生的主要影响因素:传输距离、终端移动速度(车速)、多节点组网、对向车辆信号干扰等.对这些因素进行数学建模,分析其对车辆间通信系统产生的影响,基于CC2430芯片完成了ZigBee点对点通信. 在固定发射频率和改变发射频率两种情况下进行了传输距离的测试实验,验证了接收功率与发射功率和传输距离的关系.     

中、下承式拱桥悬吊桥面系强健性加固试验

为增强中、下承式拱桥悬吊桥面系的强健性,以无纵桥向加劲梁的中、下承式拱桥悬吊桥面系为研究对象,提出了一种采用钢管桁架加劲纵梁的悬吊桥面系强健性加固结构,对比分析了悬吊桥面系强健性加固前后吊杆断裂时剩余结构的动力响应;开展了钢管桁架加劲纵梁强健性加固结构模型试验和有限元分析,研究了吊杆断裂后加固结构的受力性能与破坏模式;讨论了精轧螺纹钢筋预紧力、开孔钢板厚度和材质对强健性加固结构受力性能的影响。研究结果表明：采用钢管桁架加劲纵梁加固悬吊桥面系后,长(短)吊杆断裂时桥面系最大竖向位移与应力分别降低了1.30(1.31)和3.31(1.99)倍,与断裂吊杆相邻的吊杆的最大索力降低了1.25(1.25)倍;在弹塑性阶段,钢管桁架加劲纵梁加固结构的开孔钢板发生弯曲变形,横梁下排植筋破坏,达到极限荷载时,中间下侧加劲钢板与开孔钢板间的焊缝发生断裂,随后下弦管与开孔钢板间的焊缝出现开裂而丧失承载能力;精扎螺纹钢筋合理预紧力为50 kN,开孔钢板合理厚度为20 mm;开孔钢板的材质从Q235提高至Q345时加固结构极限荷载增加了11.9%,说明提高开孔钢板的材质强度可有效提高加固构造的极限承载力。综上所述,采用钢管桁架加劲纵梁加固中、下承式拱桥悬吊桥面系可有效增强其强健性。     

一种基于模糊逻辑的城市交叉口交通信号控制方法

提出了一种基于模糊逻辑的交叉口信号控制方法, 此方法不需要建立复杂的交通流模型, 可以有效地解决交通信号控制过程中复杂和随机性难题。同时应用加权系数的遗传算法对模糊逻辑控制器的参数进行了优化。仿真结果表明模糊逻辑控制可以成功地应用于城市交叉口交通信号控制中。     

独立轮对在轻轨车辆上的应用

同传统的轮对相比, 独立轮对由于具有横向稳定性好、磨耗小、噪声低、重量轻且易于实现整车低地板结构的特点, 近年来已在轻轨车辆上得到大量应用。简要地介绍了独立轮对特点及轻轨车辆发展概况, 着重讨论了独立轮对在轻轨车辆上的应用情况及发展前景。