热压电桁架结构灵敏度分析及其优化

在综合考虑温度场、机械场和电场作用的前提下,建立了热压电桁架结构的有限元模型,对结构进行了稳定性分析,推导了关于热压电桁架结构的灵敏度公式,构建了基于灵敏度分析的优化模型,对不同约束条件限制的情况,分别进行了优化设计.算例显示,合理利用热压电效应,可以提高结构的工作性能,并使结构趋于更经济、合理.     

焊缝疲劳寿命预测新方法及其在焊接构架上的应用

铁路客车209T型转向架焊接构架横梁腹板与侧梁下盖板的焊缝出现的疲劳裂纹直接影响行车安全.采用美国ASME标准中的<网格不敏感的结构应力法及主S-N曲线法>,对该处焊缝进行了有限元分析,分析计算了该处焊缝焊趾与焊根上的应力集中,也计算了该处焊缝焊趾与焊根上的疲劳寿命与损伤.疲劳损伤计算结果与实际开裂情况相当吻合.基于这一方法,对改进设计的疲劳寿命及损伤再次进行了计算,结果表明:改进方案显著地提高了该处的抗疲劳破坏能力.上述研究与验证表明:<网格不敏感的结构应力法及主S-N曲线法>突破了传统名义应力法的局限性,在机车车辆焊接结构抗疲劳设计过程中,具有重要工程推广价值.     

铁路客车结构-声耦合系统的声学特性

随着轨道车辆行业的高速发展,客车室内的噪声特性已成为衡量其质量的重要标志之一.由于车室内噪声不仅与结构的振动特性有关,还与系统声学特性有密切关系.为此以某型客车为研究对象,创建了客车室内结构—声耦合的有限元模型,分别对车身结构模型、室内空腔声学模型以及车体结构—声耦合模型进行了模态分析和频响分析,研究室内低频噪声的形成机理,得到室内声场的分布规律,可为提高室内低频噪声品质而进行的声学设计研究提供依据.     

冻土非线性临界应变能释放率的测试方法

针对冻土材料的非线性特点,讨论了非线性临界应变能释放率GC的测试原理和方法,推导了相应的计算公式和参数确定的方法;然后给出了单边裂纹三点弯曲试样和单边“人”字切口试样的实验测试步骤和结果。结果表明,2种试样线弹性应变能释放率GC存在明显差别,但是,“人”字切口试样的GC与单边裂纹试样的GC*一致,说明非线性应变能释放率不强烈依赖于试样的类型。     

寒冷地区路基冻胀的计算模型和方法研究

从路基冻胀机理出发,把冻胀过程的路基主体划分为3个区段:冻土区,冻结缘区和未冻土区,充分考虑冻结缘区的桥连作用,把3区段连在一起构成了桥连式冻胀模型.根据各区段的本质特征和主导作用,建立了相应的控制方程,并用连接条件构成一个完整的求解体系,采用半解析数值法对路基冻胀可进行定量计算.通过实例计算证明.结果与实例值吻合较好...     

高速客车车体端板复合材料层合结构的力学性能数值模拟

在高速铁路列车工程应用中典型的一种复合材料为纤维增强复合材料,它主要表现为正交各向异性,对于这种材料组成的较复杂的结构的数值模拟,一直是实际工程设计中的难点.基于对该复合材料做成的样品先做材料性能实验,得到相应的材料参数,然后对车体端板层合结构进行几何建模,采用大型通用软件Hypermesh进行网格划分,采用Ansys软件进行数值模拟,采用特有的层合单元模拟复合材料多层结构的特性,分别模拟了普通层结构及三明治结构,最后采用最大应力失效准则对该端板结构进行强度校核,为该端板结构的开发研制提供了设计依据.     

中空挤压铝型材声振系统统计能量分析

建立了双层铝合金型材与声场高频振动的统计能量分析(statistical energy analysis-SEA)模型,以动力学力激励作为系统的能量输入,计算了铝合金型材和声场的动力学响应,比较了不同板厚度、位置对振动速度和对声场声压级的影响,计算表明靠近载荷的子系统具有更大的振动速度,板越薄振动速度越大,声场声压级越高,板厚度每减小0.5mm声场声压级增加约1dB.研究结果表明,统计能量法可有效计算铝合金型材的高频振动噪声,研究对基于统计能量的整车高频声振分析有重要意义.     

基于VOF模型的集装箱液袋液晃分析及强度评估

基于VOF模型,对铁路集装箱液袋运输中液体的晃动问题进行研究。通过分析液袋强度,提出了一种撕裂强度评价方法。模拟运输过程中液体横向、纵向晃动,并基于单向数据流耦合对液袋进行强度分析。根据工程膜材各向异性的属性与反复拉张后的线弹性特性表现,提出基于双轴拉伸方法的PE膜材撕裂强度评价标准,并通过对拉伸试验的有限元仿真分析,确定拉伸过程中材料应力、应变的线性关系,从而验证撕裂强度评价方法的可行性。     

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。     

基于接触分析的螺纹连接仿真研究

以M22螺栓为例,通过有限元法按照三维有摩擦的接触模型,对其进行了准静态仿真计算.根据计算结果,给出了螺纹轴向力的分布曲线,以及螺栓和被连接件的应力分布规律,并分析了有限元单元尺寸对应力计算结果的影响.