铁路桥梁结构任意截面截面特性计算方法研究

研究目的:铁路桥梁结构设计中,无论是结构抗力还是工程量计算,截面特性均是重要的设计计算参数。铁路桥梁结构类型多,梁部、桥墩和基础等不同构件截面类型复杂多样,且多为箱形、空心截面等复杂截面形式,设计中对复杂截面截面特性的计算通常采用简化处理方式或借助外部商业软件,导致计算精度不足或设计效率低下,为解决这一问题,需要开展任意截面的截面特性计算方法研究。研究结论:(1)铁路桥梁结构截面均只由线段和圆弧组成,可采用统一格式表征,任意截面均可用一个或多个封闭轮廓线描述;(2)每个封闭轮廓线可离散为多组具有共同顶点的三角小块和三角球冠小块,计算每个小块截面特性并叠加便可得到封闭轮廓线截面特性;(3)基于计算理论编写了通用计算程序,程序提供读取和处理AutoCAD软件图形数据的方法;(4)以混凝土箱梁和薄壁钢箱梁作为算例,计算结果表明本文提出的方法计算精度高,满足工程设计要求;(5)本文给出的计算方法理论推导清晰,除铁路工程外,在公路和市政工程等领域依然适用。     

温度及收缩荷载下路基上双块式无砟轨道力学及裂缝特性研究

温度及收缩荷载是双块式无砟轨道的重要荷载.以路基上双块式无砟轨道为研究对象,道床板中钢筋用梁单元模拟,道床板、双块式轨枕、支承层以实体单元模拟,道床板混凝土与钢筋、支承层与路基之间的连接用弹簧单元模拟,建立了考虑混凝土开裂的钢筋与混凝土相互作用有限元力学模型,并编制了相应的计算程序.研究了温度及收缩荷载下路基上双块式无...     

船舶同步电动发电变频机组的设计及运行特性

同步电动发电变频机组是一种适合于安装在船舶上的固定变频比的中频变频电源装置.介绍了同步电动发电机组的构成,并对机组的单机运行和并联运行特性进行了研究,给出了实验结果.实验结果验证了机组的并联运行和功率调节方法的可行性.     

基于模态分析的机车齿轮罩结构优化

为了提高机车齿轮罩的疲劳强度,基于有限元模态分析方法对齿轮罩进行了结构动态特性分析。分析中根据齿轮罩振动模态和应力状态分布情况,确定了原结构强度的薄弱环节,并进行合理的改进。改进后的结构大幅度提高其响应的固有振动频率,以避免服役过程中壳体产生共振。同时,改进后齿轮罩的疲劳强度得到大幅提高,满足了使用要求。对分析结果进行了试验验证,所得数据与试验结果较为一致。     

复杂系泊系统静力特性快速计算方法研究

以一工作水深为375 m的转塔式浮式生产存储系统(FPSO)为例,研究了复杂系泊系统静力特性计算方法.基本思路是,首先计算出每种类型锚泊线的水平张力TH-水平跨距X曲线,以离散点的形式给出;然后依次给出上端系缆点水平移动距离,相应的计算每根锚泊线新的水平跨距,再根据这些新的水平跨距在对应的TH-X曲线中插值求出此时的每根锚泊线水平张力,将其向X轴正方向投影,合成后即得上端系缆点移动后的系泊系统X方向水平恢复力.对垂直方向的恢复力计算方法与此类似.计算结果与Dynfloat软件结果吻合得很好.此方法简单直观,容易理解,且耗时较少,比较适用于复杂系泊系统静力特性计算.     

撞击载荷下曲板动态破坏特性的试验及数值仿真

通过系列的低速试验,对撞击载荷下曲板的破坏特性进行研究,并在有限元软件ABAQUS中进行数值模拟.试验结果表明曲板的变形包括局部凹陷和整体变形两个部分,破坏形式为花瓣式撕裂.为了保证有限元计算的准确性,通过材料拉伸试验和有限元迭代修正结合的方法测定相关的材料参数.采用JOHNSON-COOK材料模型拟合相关数据,结果表明有限元计算能够有效地预报结构的变形和破损情况.     

基于合蚌线铁路谐振机理及抑制方案研究

以合蚌线为例,对牵引供电系统谐振特性进行了理论分析,证明了谐波与供电臂长、机车位置、接触网特性阻抗、传播系数以及牵引变电所等效阻抗等有关。建立牵引供电系统仿真模型,并对阻频特性、电流、电压进行测试。通过分析谐振特性影响因素,提出相应抑制措施,如在供电系统设计初期,根据车网匹配情况对供电系统进行优化设计,破坏谐振发生的基本条件,可以达到抑制谐振的目的。     

铁路旅客列车垃圾与煤的燃烧特性

在综合热分析仪中对旅客列车垃圾的单组份以及垃圾和煤粉的混合样品进行了热特性的研究。采用了TG、DSC、DTA、DTG对燃烧行为进行了评价。结果表明,与单独燃烧煤相比,旅客列车垃圾和煤粉以1：1混合的样品的燃点温度和燃尽温度较低。旅客列车垃圾表现出更容易的可燃特征,加入煤中可以提高煤的反应活性。     

新建铁路南京南站站房结构的动力特性分析

建立了新南京南站的三维有限元模型,分析了站房结构的自振特性,并对列车通过正线桥时结构的动力响应进行了数值计算.结果表明:站房结构的自振多为局部振动,只有少数的整体振型,整体振动主要是顶层屋盖、候车层楼板和乘轨层在水平方向的振动;对于列车单线通过正线桥时引起的候车层的响应,线路和车速都是比较重要的影响因素;列车通过正线桥时引起的候车层最大竖向加速度没有超过规范规定的限值,不会引起候车层旅客的不舒适感,说明南京南站具有较好的动力性能.     

新型同相牵引供电系统设计与评估

为解决现有电气化铁道牵引供电系统存在的大最负序、谐波和无功及相邻供电区段需要用分相绝缘器分隔等问题,提出采用同相牵引供电系统并对牵引变压器和综合补偿装置等关键设备优化选型.利用数学模型对所选电气设备的工作特性进行分析,并结合我国电气化铁路实际需要,建立基于直接供电和AT供电方式的新型同相牵引供电系统.从技术性和经济性方面对新型同相牵引供电系统分析和评估的结果表明:新型同相牵引供电系统能够在改善电能质量和避免电分相的同时,还能够提高系统运行的效率和可靠性.