铁路正交连续梁桥斜交墩的设计与应用

研究目的:解决铁路连续梁桥在斜交跨越道路、航道时如何有效减少桥梁跨度,同时避免设置斜交梁对行车的不利影响。旨在为以后同类工程提供借鉴。研究结论:茨淮新河双线特大桥跨越茨淮新河处正交连续梁配合斜交墩方案的设计应用表明:斜交墩的支承垫石正交布置会导致垫石外侧角点下方托盘区域应力水平高于桥墩其他位置;当垫石超出墩身尺寸控制在一定范围内时,托盘的各项应力水平是可以控制在规范允许值内的。在受限于线路走向需斜交跨越道路、河流等时,斜交墩是个很好的解决方案。     

基于独立覆盖等几何壳的盾构隧道虚拟接头试验方法研究

针对工程类比、物理试验、数值模拟在深埋、大断面、异形盾构隧道接头抗弯刚度获取与性能研究时的局限,建立了基于独立覆盖等几何壳的虚拟接头试验方法与平台。研究讨论了虚拟试验实现的关键理论、算法与技术,对照物理试验分析了虚拟试验的可行性与优势,并采用虚拟试验分析了某大断面深埋隧洞的接头抗弯性能及其影响因素。研究结果表明：在虚拟试验平台中输入非敏感参数即可获得与物理试验吻合的接头抗弯曲线,其计算代价仅约为实体有限元模型的0.75%;在研究范围内,大断面深埋隧道接头刚度取值范围为2.98×10⁵～2.57×10⁶kN·m/rad,接头刚度随管片变形缝长度增大而明显减小。     

基于归纳谱的单轴单轨转向架二系悬挂系统特性研究

从车辆动力学和振动传递两方面研究了跨座车二系悬挂系统对于整车垂向平稳性以及减振效果的影响。首先建立了车辆动力学分析模型并进行了仿真计算,研究了沙漏弹簧对于车辆垂向运行平稳性指标的影响,给出了沙漏弹簧最佳刚度和阻尼系数。其次,采用归纳谱的方法对实测车辆振动数据进行了归纳处理,并进行了二系悬挂分层传递率的计算,对二系悬挂系统特性进行了减振综合评价。计算结果表明,二系悬挂系统垂向分层传递率波动较大,高频存在振动放大情况;横向分层传递率较为稳定,横向振动能量得到较好的衰减。     

基于ANCF的链型悬挂接触网找形及分析

为精准获得高速铁路接触网的初始平衡构型,基于绝对节点坐标法建立适用于不同悬挂形式接触网系统的找形模型。完成直链型悬挂接触网的找形,其中吊弦长度、接触线初始构型以及接触网静态刚度结果与参考值相比均显示了良好的一致性;完成对实际线路京津线、武广线接触网模型的找形分析,得到的各参数与参考值基本一致,且吊弦长度随承力索张力的增加;通过吊弦力系平衡建立双层迭代获取半斜链型、斜链型悬挂接触网初始平衡构型,解决其吊弦长度不易计算的问题,在动力学模型稳态下的张力结果与预设值基本相同,验证了模型的正确性与适用性;通过对比分析得到斜链型悬挂接触网具有较大的吊弦长度、定位器作用力以及较小的弹性不均匀度,可为接触网系统的工程设计、施工提供参考。     

2300m级超大跨公路悬索桥多维度多指标刚度体系研究

我国在建悬索桥跨度已突破2 300 m,而现行规范尚未给出评定超大跨悬索桥设计刚度的计算方法,致使其刚度选取无据可依。为研究2 300 m级超大跨悬索桥合理刚度表征指标体系,从行车安全性、舒适性的需求分析出发,提出了涵盖竖向、横向、扭转的多维度刚度体系。基于境内外刚度设计指标现状和既有桥梁刚度指标调研,提出了适用于多维度、多参数的刚度设计指标及其限值计算思路。本研究的思路可为同类超大跨度公路悬索桥刚度取值提供参考。     

基于车门性能指标的铰链结构研究

本文通过试验和有限元仿真相结合的方式对A型、B型、C型三种铰链结构的车门下垂刚度、车门扭转刚度、车门窗框刚度和车门约束模态四种性能指标进行研究。试验和仿真结果一致性好,均表明B型和C型铰链优于A型铰链,且B型和C型铰链性能一致。此外,分析了三种铰链的优缺点和各自适合的应用场景,为车型开发过程中的铰链选型提供一定的参考。     

基于拓扑优化的减速器箱体结构性能分析

针对目前减速器箱体结构设计主要依赖工程师经验、开发周期长、材料冗余等问题,提出了一种适用于箱体结构优化的拓扑优化方法,解决了拓扑优化方法难以应用于箱体外部肋板结构的问题;将拓扑优化与箱体结构性能分析相结合,研究拓扑优化对强度、刚度、模态的影响,为后续箱体优化奠定了基础。结果表明：拓扑优化可以在减轻箱体总质量的同时有效改善箱体结构性能,并有效简化箱体结构,为进一步的NVH优化提供更多优化设计空间。     

钢混组合梁力学性能的研究

由于钢混组合梁形式较多,选取波纹钢腹板与平钢腹板组合槽形梁为研究对象,对两种形式的组合梁进行力学性能对比分析;以某试验梁为依托,建立平钢腹板和波纹钢腹板2种腹板形式的实体有限元模型并对其进行破坏加载,比较两者的截面应变分布、荷载-位移曲线、刚度,并对钢腹板全过程力学行为进行分析。结果表明：波形钢腹板对强度的影响并不明显,但平钢腹板极易出现屈曲破坏状态;波纹钢腹板混凝土槽形组合梁、平钢腹板混凝土槽形组合梁荷载-位移曲线总体上均具有显著的弹性阶段、弹塑性阶段、弱化阶段;平钢腹板组合梁在弹塑性阶段位移增长较快,弱化阶段强度下降速率较快;加载过程中,刚度、Mises应力均小于波形钢腹板。     

基于流体腔方法的海上充气膜结构抗弯承载性能研究

应用基于表面定义的流体腔方法建立充气膜结构抗弯承载性能数值分析模型,并将其与模型试验对比,验证了数值方法的可靠性。通过数值仿真和模型试验分析了充气膜结构的变形和失效模式,讨论了内压对其承载性能的影响。研究表明,充气膜结构的承载性能与内压线性正相关,且随着局部褶皱现象出现,承载性能快速下降;变形和应力分布与传统的4点弯曲梁相似,而失效模式则为褶皱诱发的局部失稳。论文建立的数值方法对浮式充气膜结构在海洋工程中的应用具有较好的的工程指导意义。     

长距离大直径管状带式散货输送机设计

管状带式输送机的输送能力与管径直接相关,目前国内管状带式输送机的管径超过500 mm时,容易造成塌管,不能适应港口输送系统大能力、大流量的发展趋势。针对目前装卸工艺系统存在的问题进行优化设计,给出长距离、大管径、高带速、大运量的管带机关键技术,可解决大直径管带机长距离输送存在的主要问题。