端部激励下斜拉索三维振动统一方程的精细推导

为了研究斜拉索在端部激励下的振动机理,考虑了斜拉索垂度、刚度、非线性、空间三维、端部位移等诸多因素,经过一系列精细推导,利用Galerkin多模态截断方法,建立了单自由度斜拉索三维振动的统一方程,并提出了斜拉索三维振动频率分量由各自方向上的固有频率和端部位移激励扰动项组成。斜拉索在考虑三维端部位移理想激励时,采用4~5阶龙格-库塔法编写了端部位移激励与斜拉索固有频率比值以1：1和2：1进行振动的MATLAB数值求解程序。研究表明：当频率比值以1：1振动时,位移响应规律性的拍频消失,转变为拍频叠合的效果,且其振动幅值在时间域上表现出高低起伏的趋势,其位移响应峰值、谷值均呈现出不断增大趋势。此外,斜拉索在端部很小的位移激励下便可产生较大的振动。当频率比值以2：1振动时,其位移响应表现出与一阶强迫共振同样的拍频特征。参数振动位移响应振幅正负值同样出现了偏差值,此条件下,微小的端部位移也能够激起较大的参数振动响应,因此参数振动同强迫振动一样不容忽视。斜拉索在端部位移作用下不仅有频率比为1：1的共振和2：1的参数共振,还发生了1：2的共振,即斜拉索在端部位移激励下具有3个主共振区,分别在频率比值为0.5,1,2周围,1：2共振产生的振幅明显小于1：1共振和2：1参数共振。     

富水大断面公路隧道水压模型试验及衬砌结构力学行为研究

为研究隧道衬砌在围岩压力及外水压力综合作用下的受力特征、结构安全性及破坏过程,采用自制的均匀水压模拟加载装置及隧道地层复合试验台架,实现对围岩压力及外水压力的分别控制加载,完成在深埋条件下不同外水压力作用下衬砌结构受力模型试验。运用ANSYS有限元软件分阶段计算衬砌在水土压力作用下的受力特征,计算各部分安全系数,并与试验结果对比分析。研究表明：采用抽真空的方法模拟外水压力时,外水压力值越大,试验结果越接近真实情况,当外水压力达到150 kPa时,其差值可控制在5%以内;在外水压力及围岩压力的作用下,墙脚及拱底分别受最大正弯矩及最大负弯矩作用,且安全系数较其他位置小;随着外水压力的增大,衬砌所受的轴力及弯矩持续增大,且增大速率基本呈线性,其中墙脚位置增长速率最快;随着荷载的增大衬砌结构墙脚最先发生破坏,墙脚裂缝发展导致衬砌结构应力重分布,最终引起拱底开裂;墙脚的裂缝导致墙脚处承受的正弯矩不断减小,拱底承受的负弯矩不断增大,安全系数不断减小;当墙脚的裂缝宽度发展至1.5~2.0 mm时,试验数据及数值模拟结果计算所得拱底安全系数降低至1.5左右,拱底不再满足承载要求,与试验中衬砌的开裂行为相吻合。所提出的模型试验方案可为类似模型试验提供参考,研究成果可为富水大断面公路隧道的设计及安全评估提供依据。     

高速铁路环境噪声评价标准及应用

实现运输高速化是我国铁路发展的重要战略目标.针对我国目前正积极修建客运专线,并正在为修建高速铁路进行前期预研,因此,开展我国高速铁路噪声影响评价方法的研究十分必需.本文为此作了以下几方面工作:基于环境保护和声学分析,对高速铁路噪声影响中人群反应、人群烦扰度与噪声级的相关关系、噪声影响评价量、评价标准详细内容及其应用分别进行了探讨,作为一个应用实例,对泰国苏瓦纳布米机场连接线噪声进行了评价.最后,提出了对我国高速铁路噪声影响评价标准的借鉴意义.     

车下弹性吊挂设备悬挂刚度选取方法

以车体低阶弹性振动、刚体振动和设备有源振动为输入, 提出了一种能够快速、简便确定弹性设备悬挂刚度的方法;在充分考虑吊挂设备各个方向上可能出现耦合振动、设备安装间隙、允许最大振动位移等因素的前提下, 推导了任意悬挂方式吊挂设备的刚体振动频率计算公式;给出了车下弹性吊挂设备悬挂刚度的选取方法与分析流程;以某动车组为例, 建立了车体与动力包的耦合振动分析模型, 计算得到了动力包的点头、摇头、浮沉、侧滚等刚体振动频率和三向悬挂刚度的取值范围, 并对比了动力包悬挂刚度理论计算结果与有限元结果。研究结果表明:在已知车体或吊挂设备基本参数的前提下, 采用提出的方法无需通过复杂的动力学建模分析即可计算出其点头、摇头、浮沉、侧滚等刚体振动频率, 与有限元计算结果相比, 刚体振动频率的最大相对误差为6.88%;计算所得动力包刚体振动频率与车体对应振动频率的比值均有效避开了耦合区间[0.750, 1.414], 因此, 采用提出的方法可快速、准确地确定吊挂设备的刚度范围, 从而避免设备与车体之间的共振。      

基底脱空条件下重载铁路隧道铺底结构疲劳性能试验研究

结合重载铁路隧道基底脱空病害特征,设计基底脱空条件下隧道铺底结构疲劳试验装置,并考虑隧道基底无水、富水环境等因素,开展隧道铺底脱空病害下的结构疲劳试验.基于试验结果的分析,探讨脱空条件下隧道铺底结构的疲劳演化特性,拟合得到300 mm脱空条件下隧道铺底结构试件疲劳寿命演化曲线.研究结果表明:基底脱空条件下,隧道铺底结构疲劳性能呈"倒S型"演化趋势,结构疲劳寿命随着应力水平增大而显著缩短;受地下水的影响,富水环境隧道底部结构疲劳寿命显著短于无水环境,且随着应力水平的升高,缩短的比例也越大;建立的基底脱空条件下隧道铺底结构疲劳寿命演化曲线,可用于隧道底部结构损伤状态的评价.     

基于突变理论的岩溶隧道拱顶安全厚度分析与失稳预测

为解决岩溶地区隧道安全施工的问题,在突变理论基础上,对岩溶隧道顶板安全厚度及稳定性问题进行研究.基于弹性梁模型,综合考虑围岩自重和隧道坡度等因素,建立隧道拱顶突变失稳的判别方程,得到岩溶隧道顶板安全厚度的计算公式,并分析相关因素对顶板安全厚度的影响规律.在此基础上,进一步提出隧道拱顶失稳预测方法,并结合工程实例进行验证.研究结果表明:溶腔水压力、溶腔大小、围岩弹模对拱顶安全有着重要影响;基于突变理论得到的岩溶隧道顶板安全厚度计算方法在实际工程应用中具备可行性与较高的准确性,建立的顶板失稳预测模型能有效预测岩溶隧道拱顶失稳时间.     

基于神经网络的数据挖掘模型在吸能装置上的应用

针对传统有限元分析方法对机车车辆结构耐撞性计算效率低的问题，在已有仿真分析数据基础上，引入机器学习方法，对车辆关键结构的耐撞性以及碰撞安全性进行分析预测. 首先，建立基于神经网络的数据挖掘模型，在此基础上构建车辆关键结构的碰撞响应预测方法；其次，通过试验验证了防爬吸能装置有限元模型的正确性，以此模型为基础获得不同壁厚防爬吸能装置的碰撞响应仿真数据；然后，以吸能装置壁厚作为模型输入，不同壁厚所对应的位移、速度、界面力和内能等碰撞响应作为模型输出，将有限元仿真数据用于模型训练，优化后的数据挖掘模型的拟合优度在0.922以上；最后，为验证模型预测的准确性，将碰撞数学模型的预测结果与有限元仿真结果进行对比，速度、位移、界面力和内能的平均相对误差分别为7.10%、4.51%、6.20%和2.50%. 研究结果表明:基于神经网络构建的数据挖掘模型在保证精度的情况下，能很好地反映防爬吸能装置的碰撞特性，大幅降低了计算时间，提高了计算效率.      

蜂斗菜素诱导骨髓瘤RPMI 8226细胞凋亡及其机制

目的观察蜂斗菜素对骨髓瘤RPMI 8226细胞凋亡的影响,并探讨其作用机制。方法采用锥虫蓝拒染法检测蜂斗菜素对RPMI 8226细胞的增殖抑制作用,TUNEL法检测蜂斗菜素诱导的RPMIS226细胞凋亡,Hochest33258荧光染色法观察细胞核的变化,Western blot技术检测Caspase-3、8、9蛋白表达和MEK/ERK、p38MAPK蛋白磷酸化水平。结果蜂斗菜素作用24、48、72h后对骨髓瘤RPMI 8226细胞均有显著的增殖抑制作用(P均<0.01);蜂斗菜素呈时间和浓度依赖地诱导骨髓瘤RPMI 8226细胞凋亡(P<0.05,P<0.05),Caspase抑制剂预处理可明显抑制细胞凋亡;蜂斗菜素作用72h后,Caspase-3、8、9蛋白表达显著增加(P<0.05,P<0.01,P<0.05),ERK1/2及MEK蛋白磷酸化水平显著下降(P<0.01,P<0.05),p38MAPK蛋白磷酸化水平显著上升(P<0.01)。结论蜂斗菜素能够抑制骨髓瘤RPMI 8226细胞增殖,诱导细胞凋亡,其机制可能与Caspase-3、8、9蛋白激活,ERK/MEK及p38MAPK蛋白磷酸化改变有关。     

考虑隧道施工参数变化时地层变形的时空统一计算方法研究

目前隧道施工地层变形的计算没有考虑变形的时空发展过程,更难以考虑隧道施工参数变化对变形的影响。本文基于随机介质理论,从单元开挖引起的地层下沉出发,考虑隧道上部地层变形随隧道施工的时空发展过程,通过理论推导,建立能考虑隧道施工速度、地质条件、施工地层损失等施工参数发生变化时地层变形的统一计算公式。工程算例分析表明,本文推导的计算方法具有较好的可靠性。进一步通过工程实例计算,对隧道施工参数变化时地层变形的变化规律进行研究;当隧道施工过程中地质条件和施工参数发生变化时,在隧道地层变化的交界面处会产生沿隧道纵向的地层永久变形。     

水中悬跨结构动力特性试验与计算研究

水中结构经常受到外部荷载的作用产生振动,引起结构的损伤甚至破坏。分若干工况对水中悬跨结构模型在无水和有水环境下的动力特性进行了测试,分析了不同尺寸、不同规格模型的动力特性。并采用附加质量法以及三维数值有限元法对试验模型动力特性进行了计算和分析。研究结果表明,水对结构的动力特性有一定影响,为准确进行水中结构的动力分析,应该考虑结构与水的相互作用。