盾构螺旋机马达载荷模拟试验方法研究

盾构机螺旋输送载荷复杂多变,对液压马达性能要求高。为满足螺旋机液压马达在典型工况下的载荷模拟试验需求,对实际施工过程中的重载低速工况、软硬岩渣变化工况和轻载快速工况载荷进行了实测分析,获取了典型工况下马达的压力波动数据作为模拟试验的载荷依据;基于电液比例溢流动态加载技术开发了工况载荷模拟液压测试系统,构建了液压马达载荷模拟试验平台。在马达典型工况模拟试验台上,开展了螺旋机马达典型工况载荷模拟试验,结果表明：该试验方法除有1～2 s时间延后,模拟负载的幅值和变化情况都与工地实际载荷一致。     

乘用车悬架强度设计工况定义方法研究

提出一种工况载荷定义方法,即在试验场场地内开展整车目标工况的载荷测试,采用极大似然估计法对关键参数进行威布尔(Weibull)分析,最终确定该工况载荷定义,以前悬架系统部件应力为例确定其评价指标,并开展了悬架系统承载能力实物试验和虚拟验证,结果表明,悬架系统实际承载能力满足设计目标,且虚拟验证可实现悬架系统实际承载能力...     

超静定杆系极限载荷的计算分析

在教学中,仅研究杆系在弹性范围内的应力和变形的计算,并采用许用应力法建立强度条件,但这对工程实际来说,还不全面.文中以普朗特简化曲线为理论依据,按极限载荷法对简单超静定杆系结构进行了强度计算,发现其过程比较容易,且也可同样进行强度问题的三种计算.     

结构物入水砰击过程求解方法对比研究

航天器水上回收、两栖飞机水上降落、高海况下船舶航行等过程中均涉及结构的入水过程,入水过程的砰击现象一直是上述工程项目研制过程中的重点和热点基础研究之一。对求解结构入水砰击的3种技术途径（数值、仿真、试验）进行综合研究,介绍了3种方法的基本原理及工程实现方法并证明了其适用性,分别对楔形体结构自由入水砰击问题进行求解并进行对比分析,给出了楔形体上物面压力分布特点、典型测点处的砰击压力时历特征、入水过程中结构加速度特性及液面变化,可为入水结构设计、载荷条件制定、入水参数选取提供参考。     

量纲分析与工程数据挖掘结合的掘进总载荷建模

近年来,越来越多的工程装备实现了施工过程中多维数据的检测与收集。同时,通过数据挖掘建模来实现工作参数的优化调控已成为一种发展趋势。如何将数据挖掘过程与所研究问题的内在机理结合,建立具有一定物理可解释性的参数预测模型并提高其泛化性,是该研究领域的难点问题之一。以全断面隧道掘进机的掘进总推力和总扭矩为研究对象,提出一种量纲分析与工程数据挖掘相结合的参数建模方法。该方法从各影响参量的物理力学本质出发,分析其中需要满足的量纲制约关系,构建具有一定可解释性和泛化性的显式模型框架,在其约束下进行工程数据挖掘建立定量预估模型。对模型在不同工况、不同工程中的预测效果进行评估,结果表明,提出的方法可以实现2类典型工况下的总推力和总扭矩建模,其计算结果在不同工程中均具有较好的适用性与预测准确度,模型可显示反映参量间的非线性影响关系。定量模型可为掘进机施工中的参数优化调控提供参考。同时,这种量纲分析与工程数据挖掘相结合的建模方法为工程装备的多参量数据挖掘建模提供了一种新思路。     

大型补给舰船液舱晃荡载荷计算方法

随着补给舰船的大型化,补给舰船中的液舱晃荡问题开始凸显。为给大型补给舰船的液舱结构设计提供方便、可靠的晃荡载荷输入,基于改进的VOF法,以Youngs法重构自由液面,结合部分单元参数概念,提出了一种精度更高且数值稳定的、处理非矩形复杂舱室边界晃荡载荷的计算方法。通过对不同装载情况的液舱晃荡进行数值分析,并与Hirt-Nichols算法以及实验结果进行对比,证明该方法可有效改进自由表面的模拟效果,提高舱室内部速度、加速度和压力的预报精度。网格敏感性分析证明该方法的数值稳定性较好,较粗的网格也能达到较高的精度。所建立的晃荡载荷计算方法可用于对补给舰船的液舱晃荡设计载荷进行快速、准确的预报。     

砰击载荷作用下船艏结构瞬态响应研究

  目的  为了提高砰击载荷对舰船疲劳损伤影响计算的准确性,提出一种计及砰击载荷的疲劳损伤直接计算法。  方法  首先,将非线性载荷的时域计算与线性频域的谱分析方法相结合,基于梁理论得到舰船短期海况下的应力时历;然后,采用雨流计数法和S-N曲线计算出考核点的损伤;其后,参考中国船级社（CCS）指南计算计及非线性砰击载荷对疲劳损伤的贡献度及影响系数,再结合谱分析方法修正对应的应力响应传递函数;最后,对应力谱进行计算,得到计及非线性砰击载荷的疲劳损伤。  结果  结果显示,相比传统谱分析方法,采用计及砰击载荷的舰船疲劳损伤直接计算方法得到的损伤结果其损伤度约增加了10%~50%。  结论  研究表明,对航行于恶劣海况下的舰船进行疲劳强度评估时,使用所提方法可以提高载荷计算的准确性。     

水下爆炸气泡脉动压力下舰船动态响应分析

  目的  舰船在执行任务的过程中有可能因同时遭受波浪载荷与水下爆炸气泡脉动载荷的联合作用而使船体响应发生“叠加效应”,导致总强度的损失,因此需要探索水下爆炸气泡脉动与波浪联合作用时船体梁的动力响应规律。  方法  首先,采用理论分析的方法建立船体梁的简化模型,并对水下爆炸气泡脉动载荷与波浪载荷进行求解;然后,基于Hamilton原理,分别推导两端自由船体梁在波浪载荷与水下爆炸气泡脉动载荷单独作用及联合作用下的运动微分方程;最后,基于对运动微分方程的求解,分析船体梁的自由振动响应在与外载荷组合的3种工况下简化模型的运动响应。  结果  结果显示,在波浪载荷与水下爆炸气泡脉动载荷的联合作用下,船体梁的运动响应相比2种载荷单独作用时运动响应的线性叠加值增大了15%。  结论  所做研究可为舰船结构在联合载荷作用下运动响应分析的计算程序开发提供参考。     

循环载荷下基于弹性安定临界状态的船体板极限强度研究

  目的  为了提高船体板极限强度评估的准确性,对船体板开展循环载荷下基于弹性安定临界状态的极限强度非线性有限元数值模拟。  方法  采用有限元软件ANSYS,重点研究理想弹塑性模型、循环塑性Chaboche材料模型对达到弹性安定临界状态后船体板焊接残余应力释放及极限强度的影响。  结果  结果显示,焊接残余应力经过第1次循环后基本得到释放,在达到弹性安定状态后船体板残余应力趋于稳定;在循环载荷下达到弹性安定状态后,算例采用Chaboche模型所得极限强度要高于理想弹塑性模型。  结论  在开展循环载荷下基于弹性安定临界状态的船体板极限强度非线性有限元数值模拟时,应选择将材料强化与鲍辛格效应考虑在内的材料模型,所得结果对进一步研究船体结构在循环载荷作用下的极限强度有一定的参考价值。     

公路路基下伏岩盐夹层地基沉降与承载性能研究

为了探明岩盐夹层的工程特性及其作为公路地基的适应性,依托察格高速公路察尔汗盐湖南段岩盐夹层地基处治工程,通过建立岩盐夹层地基受力与变形数值模型,分析不同岩盐夹层厚度及岩盐夹层埋深地质条件下的不同路基高度岩盐夹层地基沉降特征,同时采用现场载荷试验,进一步模拟分析降雨浸水对岩盐夹层地基承载力和沉降的影响,并验证了天然岩盐夹层地基可以作为公路地基持力层。