波浪中过度加速度的非线性时域预报

国际海事组织(IMO)船舶设计建造分委会(SDC)第4次会议把过度加速度稳性直接评估的制定提上议程。然而,如何准确预报和评估波浪中的过度加速度依然是一个亟待解决的问题。文章针对此挑战,采用三维时域混合源法进行了波浪中过度加速度的直接预报和评估。首先,采用三维时域混合源法,建立了波浪中船舶大幅横摇运动和船体任意位置处横向加速度的非线性时域预报方法;其次,以4000TEU集装箱船为研究对象,开展规则波和不规则波中的大幅运动模型试验,对计算方法进行验证;然后,对比分析了3DOF(垂荡—纵摇—横摇)和4DOF(横荡—垂荡—纵摇—横摇)耦合数学模型的计算精度;最后,分析了船体横向加速度的影响因素。研究表明,考虑横荡影响的4DOF数学模型计算精度较高;数值计算结果和模型试验结果吻合良好,证明文中建立的非线性时域方法可有效预报波浪中的过度加速度,可用于IMO过度加速度衡准的制定,也可为船舶设计提供评估手段。此外,文中还研究了IMO薄弱性衡准草案中中国和德国联合提出的加速度简化计算方法的适用性,证明该简化计算方法具有一定的保守性,符合衡准的要求,可用于过度加速度薄弱性衡准计算。     

基于ALE、CEL法的管土垂向相互作用数值模拟对比分析

深海管道在自身重量、水压以及铺设的作用下会嵌入到海床的一定深度处,其中管土垂向相互作用会对管道在海底的在位稳性造成影响,选择合适的数值计算方法来处理地基土壤网格有重要意义.文中基于Lagrangian、ALE、CEL法开展了管土相互作用的数值模拟对比分析,得到管道下沉位移—抗力载荷关系曲线,与现有理论研究成果进行了对比.研究了网格尺寸大小、管道贯入速度及管道与土壤接触表面的不同粗糙度等因素对管土相互作用模拟方法的影响,通过ALE、CEL法对无量纲化参数E_u/S_u、土壤容重γ′进行了参数敏感性分析.分析结果表明:ALE、CEL法均较Lagrangian法具有更高的准确性.其中ALE法更适合接触面粗糙的情况,CEL法更适合接触面光滑的情况,并且判断出网格尺寸敏感性和贯入速度影响程度的临界点通常出现在10%～20%管径深处;当E_u/S_u的取值在400～1 000,参数对荷载位移关系几乎没有影响;当管道的贯入深度为10%管径,是判断土壤容重参数敏感性的临界位移.     

可液化倾斜场地端承单桩地震响应三维数值模拟

可液化倾斜场地桩基动力响应是国内外岩土抗震工程领域关注的重要问题.文中在振动台试验的基础上,将液化土层视为非牛顿流体,利用流固耦合方法进行了可液化倾斜场地桩-土-结构相互作用的三维数值计算,与试验结果进行对比,并分析了端承单桩在长径比、桩顶惯性力、端部嵌固条件影响因素下的动态响应特征.结果表明:基于流固耦合方法的数值计算与振动台试验结果一致,能真实再现振动台试验结果;桩长径比不同、桩顶是否附加质量块、桩端是否固定都能够明显影响桩基的动力反应;场地液化具有显著的滤波减震作用,地震波从底部非液化层传递至液化层,液化土中的加速度衰减更快.     

锂离子电池机械完整性研究现状和展望CSCD

本文总结了车用锂离子电池机械完整性领域研究现状,指出了存在的问题,并明确未来的重要发展方向。在交通事故中受到机械过载,包括在振动与冲击、大变形、针刺等载荷条件下,锂离子电池会发生内部短路、温度升高、电池体内压强上升,从而导致热逃逸现象,最终有可能引发失火及爆炸等灾难性后果。这将影响车用锂离子电池的安全性,阻碍电动汽车的推广与应用。目前研究者从材料、单体、模组、系统等不同尺度,通过实验、理论、仿真等方法,考虑多物理场耦合机制多方位地对锂离子电池展开研究。     

数字摄影测量系统在道路选线中的应用研究

在铁路公路选线时,一般先用数字摄影测量系统对已知相机文件影像进行摄影测量处理,得到数字地面模型(DTM)和数字线画图(DLG),再进一步完成选线设计过程。时有单位因存在缺少相机文件情况,终止相关研究工作而造成经济损失。以温福铁路影像为原始资料的研究,在未知相机文件影像的情况下,提取了较高质量的选线资料。     

小阻力扣件有荷阻力取值分析

进行有荷载情况下的扣件阻力试验可验证和完善桥上无缝线路扣件纵向阻力取值计算理论。试验表明,有载情况下小阻力扣件的弹性位移值、纵向阻力值均与《送审稿》取值不符;在各级垂向荷载情况下,小阻力扣件的摩阻系数可偏安全取0.20,纵向阻力可采用垂向荷载值与摩阻系数的乘积而得。     

降雨入渗对黄土边坡破坏面的形成及滑动机理研究

以甘肃一黄土滑坡为例,将流固耦合理论引入边坡的稳定分析,结合数值分析软件FLAC,研究了边坡在不同降雨入渗深度下位移、速率的变化情况以及边坡破坏场的发展规律,提出了以位移和速率为标准的边坡稳定性评价方法。结果表明:随着降雨的入渗,位移和速率有不断增大的趋势,降雨入渗4m后,位移和速率显著增大,边坡破坏面处于贯通状态,坡体达到临界滑动速率,直至推动整个坡体向下滑动而形成推移式滑坡。     

双横臂悬架刚柔耦合建模及性能的优化分析

运用ADAMS/Car建立了带转向系统的某大型客车双横臂悬架系统刚柔耦合模型,并进行了悬架运动学仿真,分析并评价了悬架在运动过程中主要性能参数的变化规律及对操纵稳定性的影响,通过比较多刚体模型和刚柔模型的仿真分析结果,证明刚柔耦合模型更加准确.针对悬架出现的问题,利用ADAMS/insight对悬架某些不合理的参数进行...     

新型竖向位移测量系统的研究及应用

针对现有桥梁挠度及结构基础沉降测量方法的不足.尤其是高速铁路桥梁基础沉降实时监测手段的欠缺,提出了一种结合液～气耦合压差挠度仪、RS-485总线及GPRS无线传输技术的封闭式/半封闭式结构竖向位移测量方法并进行了系统研发.该系统已成功应用于武汉天兴洲长江大桥、重庆朝天门长江大桥等数十座桥梁的挠度及某高速铁路桥梁基础沉降...     

大功率船用齿轮箱传动系统和结构系统耦合特性分析

船用齿轮箱是船舶轮机系统的重要组成部分,其动态性能的好坏直接影响系统的性能,因而开展船用齿轮箱动态特性研究具有重要的意义。文章对某大型船用齿轮箱的固有特性进行分析,通过轴承支撑把传动子系统和结构子系统两者耦合起来,建立齿轮—转子—轴承—箱体耦合系统动力学模型。采用有限元软件中的Lanczos方法对齿轮箱系统固有特性进行了计算,得到固有频率及其振型,通过分析齿轮系统的激励频率,得出传动级离合器齿轮在工作过程中造成了较大的振动和噪音,与实际相符。