鞍式支承钢平管桥模型试验、有限元分析与简化计算方法

基于3组钢平管桥负弯矩试验结果进一步比对规范计算的合理性,同时验证非线性有限元模拟的准确性,对20个自承式平直型钢管桥模型展开参数分析。研究支承角度、管壁厚度、支承长度、钢管直径等参数对支座处钢管环向应力的影响。并将计算结果与现行管桥设计规程推荐的计算方法进行对比。研究结果表明:自承式管桥的支承断面为结构设计的控制性断面,按现行设计规程设计大直径管桥时,有较大的安全储备。最后,基于参数分析,回归给出最大环向弯矩计算公式,与有限元结果吻合良好。     

高速列车耦合大系统动力学创新研究体系

高速列车与线路、接触网、气流之间构成相互联系、相互依存、相互制约的关系。在高速运行条件下,列车和线路轨道、接触网、空气等流固耦合系统之间的相互作用加剧,形成了复杂的耦合动力学关系。建设以高速列车为核心,考虑耦合作用,真实反映其相互作用和相互影响,实现高速列车及其耦合系统的服役行为仿真和试验,构建高速列车耦合大系统创新体系是高速列车创新发展的重要保证。     

地震动分量对车-轨-桥系统动力响应影响研究

为研究横向、竖向、纵向及三向地震动分量对车-轨-桥系统动力性能的影响,以高速铁路10跨32m双线简支箱梁桥为背景进行分析。采用仿真分析程序TTBSAS,选取一致激励模式输入10条典型地震波,分析在无震,横向、竖向、纵向及三向地震动分量作用下车-轨-桥系统的钢轨横(竖)向位移、加速度等桥梁结构动力响应,以及脱轨系数、轮重减载率、轮对横向力等列车动力响应。结果表明:在不同地震动分量作用下,高速铁路简支梁桥的横向和竖向动力响应具有弱耦合性;横向地震动分量会同时增大钢轨的横向和竖向动力响应;横向地震动分量对桥上列车行车安全的威胁最大,在进行地震作用下的车-轨-桥系统行车安全性研究时,可考虑仅输入横向地震动分量进行计算。     

异形孔水包爆破数值模拟及现场试验北大核心CSCD

为了提高隧道光面爆破效果,提出异形孔水包爆破技术。以径向不耦合装药和间隔装药的岩石损伤、径向和轴向的爆破效率、径向孔壁压力和现场周边孔炮痕率、岩石破碎情况、隧道超欠挖情况为依据,分析其爆破效果。结果表明:(1)径向不耦合系数的改变对轴、径向爆破效果有影响,间隔装药系数的改变仅对轴向和孔间爆破效果有影响;(2)当K_(d)=1.25时,岩石破坏区集中发生在炸药孔间内,岩石轴向破坏区较小,当K_(d)=1.75时,过量水包出现耗能现象,岩石破坏区较小;(3)异形孔水包爆破技术能产生光滑的隧道开挖轮廓线,渣石更破碎,K_(r)=1.5和K_(d)=1.5为其最优装药系数。     

基于复特征值法的闸瓦参数对制动尖叫噪声影响的分析

利用ABAQUS建立了踏面基础制动装置的有限元模型,运用有限元法预测制动尖叫噪声的发生趋势。通过改变摩擦系数、闸瓦摩擦体和瓦背的杨氏模量来分析其对制动尖叫噪声发生趋势的影响。研究表明:摩擦系数对制动尖叫噪声有重要影响,可通过降低摩擦体与踏面间的摩擦系数来减少制动尖叫噪声;为抑制制动尖叫噪声产生,在不影响制动性能的前提下,闸瓦摩擦体可选用杨氏模量较大的材料,闸瓦瓦背可选用杨氏模量较小的材料。     

不同碰撞角度下水-船-墩流固耦合数值模拟研究

为研究不同碰撞角度下流体对船桥碰撞过程的影响，本文建立了水-船-墩精细化流固耦合模型，流体域采用ALE描述，船-桥结构采用Lagrange描述，通过罚函数算法实现结构-流体间的耦合。通过数值造波结果与解析解对比，验证了数值水池和耦合接触算法的可靠性。随后在0°～45°范围内开展了碰撞数值模拟，并与附加质量模型在能量转化、碰撞力、桥墩内力及位移、船舶损伤及航迹方面进行了对比。结果表明：流体对碰撞力影响较小；附加质量模型会略微夸大桥墩位移，但差别较小；两种模型的船舶撞损差别较大，不考虑流体时将夸大船舶撞损程度，最高可达21%；流体对船舶航迹与姿态会产生显著影响，流固耦合模型中船舶会明显滞后于附加质量模型。     

机械差速器耦合轮对轨道车辆导向性能分析

目前对称样式的差速器广泛应用于旋转车轮轨道车辆中,左右车轮差速控制的装置,成为时下研究的一个热点问题。研究学者在动力学的基础上对机械差速耦合轮对运行车辆的影响建立了模型进行分析,其中包含刚性的车轮和独立旋转的车轮,通过模型分析对比研究了机械差速耦合轮对车辆直线和曲线行驶导向性能的研究。研究发现,机械差速耦合装置独立旋转的车轮在车轮在复位对中有着积极的影响,对独立车轮导向能力差有了很好的解决办法。和刚性车轮进行比较,机械差速在通过性能上有着更好的安全性和导向性能。在城市轨道交通领域有着很好的应用。文章通过讨论车轮导向的原理,研究了机械差速耦合装置对轨道交通车辆导向性能的影响。     

对称两向平行流交叉口信号配时优化控制研究

为解决传统常规道路交叉口中因设置有左转专用相位导致主路通行效率下降的问题，提出了一种对称两向的平行流交叉口设计方案。通过分析对称两向平行流交叉口的车辆运行规则，制定信号控制相位方案，以交叉口车均延误最小化为目标建立信号配时优化模型。根据各转向车辆到达-驶离图式，推导了对称两向平行流交叉口延误计算模型，并通过VISSIM仿真进行验证。仿真结果表明，当两者车均延误相对误差绝对值的最大值不超过5%时，模型拟合效果较好。应用案例分析发现，对称两向平行流交叉口相对于常规交叉口能够降低30%以上的车均延误，同时在对称两向平行流交叉口设计中，将移位左转车道设置在主路的通行效率要优于支路。     

海上浮式风机的动力学建模与响应分析（英文）

在恶劣的海洋环境下，浮式风机展现出复杂的动力特性。因此，对海上浮式风机的动力响应进行研究非常重要。本文基于有限元法与若丹速度变分原理，建立了浮式风机的刚-柔耦合动力学模型，依此编写了相应的数值计算程序并验证了程序的正确性。以安装在OC4半潜型浮式基础上的NREL-5MW水平轴风机为例，通过对比分析，研究了浮式基础的运动对风机动力特性的影响。结果表明，基础运动通过改变风机在风场中的位置与姿态对气动载荷与叶片变形产生影响。本文研究成果可以为海上浮式风机叶片设计提供一些合理建议。