框剪结构基于能量概念的抗侧刚度优化研究

基于势能驻值原理推导框剪结构的层刚度矩阵,用有限单元法的思想,形成总体刚度矩阵,用于结构的振型分解和周期计算。选取结构滞回耗能需求值与滞回耗能能力值之比与结构所受水平地震作用的乘积作为目标函数,应用振型分解法求解多自由度体系的滞回耗能需求值和能力值,建立框剪结构基于能量概念的抗侧刚度优化数学模型。采用罚函数法的思想,将非线性约束优化问题转化为非线性无约束优化问题,采用MATLAB编制优化程序。最后给出算例,算例表明本文方法和程序是正确可行的。     

高层斜交网格结构斜交柱节点抗震性能研究

以钢管混凝土(CFST)斜交交点为原型,利用ANSYS建立三维实体模型,对其进行往复荷载作用下非线性分析。分析在不同加载阶段钢管、加强环、竖向连接板、核心混凝土等各部件的应力分布情况,研究斜交节点的水平力-位移滞回曲线及横向刚度的退化。选取钢管内的核心混凝土强度等级、钢管的宽厚比D/t、竖向连接板厚度和2个斜柱夹角等4个控制参数,研究其对斜交节点的抗震性能的影响。研究结果表明:不同加载阶段各个部件的最大应力出现位置不同;钢管内的混凝土在初始压力以及钢管套箍的作用下表现出较高的延性与强度;斜交节点的滞回曲线饱满,初始刚度较大,且加载过程中横向刚度退化较为平缓,表明钢管混凝土斜交节点的抗震性能良好;钢管的宽厚比D/t、斜柱夹角可直接影响斜交节点的极限荷载、滞回性能及刚度退化,而核心混凝土强度等级、竖向连接板厚度对斜交节点的极限荷载、滞回性能及刚度退化影响较小。     

轨道刚度及谐振阻尼器对钢轨波浪磨耗增长和振动水平的影响

通过对我国几个具有不同轨道刚度和钢轨阻尼的地铁轨道系统进行检测分析,介绍轨道系统钢轨的振动水平和波浪磨耗增长,与轨道刚度和钢轨谐振阻尼的关系。在每一个测试线路段,对钢轨表面粗糙度(包含波浪磨耗)的测试都在一定的时段间隔对同一测试位置重复测量,测试结果提供了很有价值的数据,能够在一个中长期范围内对钢轨粗糙度的增长和轨道钢轨振动水平的变化进行对比和分析。通过测试结果可以明显看出,在刚度较高的轨道上,钢轨的粗糙度较高,而在安装了谐振式阻尼扣件的线路上,钢轨粗糙度反而有所下降。与普通扣件的轨道相比,安装低刚度谐振式钢轨扣件的轨道,其钢轨本身在垂直方向及横向振动水平均有所下降。     

考虑黏结滑移关系的连续道床板伸缩刚度计算方法

连续道床板在降温和自身收缩情况下容易出现裂缝,从而造成伸缩刚度的折减,不同裂缝间距时的伸缩刚度差别很大,而伸缩刚度又是连续道床板温度力计算的重要参数。考虑钢筋与混凝土间的黏结滑移关系,建立一种连续道床板伸缩刚度计算方法,对不同裂缝间距情况下的钢筋和混凝土应力、黏结阻力以及伸缩刚度进行研究,对黏结阻力型式、混凝土强度等级和配筋率对伸缩刚度的影响进行参数研究。研究结果表明:即使在一定的裂缝间距情况下,伸缩刚度也并非一定值,而是随荷载增大而逐渐降低的变量,混凝土强度等级对伸缩刚度折减的影响较小,配筋率影响较大,检算过程中可根据裂缝间距增加一定的边界条件即可得到不同温度条件下的应力与刚度分布。     

悬索桥平面缆索结构纵向刚度的解析算法及影响参数研究

为更清楚地认识平面缆索结构及桥塔的纵向力学行为,基于主缆线形计算的传统抛物线理论,推导单跨缆索结构纵向刚度的解析公式;结合算例与有限元及既有文献结果进行对比;基于梁的平衡微分方程和能量原理,推导索塔结构的纵向刚度计算公式,并与有限元计算结果进行对比;由力学分析导出连跨缆索结构在考虑和不考虑支点刚度时的纵向刚度解析公式;讨论单跨缆索结构纵向刚度的影响因素;利用有限元给出单跨和双跨加载时的连跨缆索结构纵向刚度变化曲线。研究表明,导出的解析公式具有良好的精度,能够满足工程需要。     

基于变刚度弹簧模型的弓网动力学分析

针对刚性悬挂接触网,基于变刚度弹簧接触网模型,提出了高效可靠的弓网耦合动力学仿真方法,并将接触压力和接触压力频谱结果与有限元法获得的结果进行了比较。计算结果表明：速度小于120 km/h时,变刚度弹簧模型的计算结果与有限元模型的结果较为一致,同时变刚度弹簧模型具有建模简单,计算效率高的优点,适合用于地铁线路的弓网耦合动力学仿真与评价。     

铁路牵引供电系统接触网结构的防灾分析

采用有限元方法,以铁路接触网的支持悬挂系统为研究对象,对其在风偏设计风速和结构设计风速下的风灾工况,10mm、20mm和30mm厚度的导线覆冰工况,以及覆冰、风载同时作用工况进行模拟,分析它的动态应力和位移响应,并校核结构强度和刚度,提出防灾建议.仿真结果表明:现有的接触网支持悬挂系统在大多数工况下,能够满足结构的强度和刚度要求,但在风速大于37m/s和覆冰厚度超过20mm的灾害条件下,接触线的挠度过大,此时应采取机车限速和及时除冰等相应措施.本文的研究结果可以为铁路牵引供电系统的防灾设计与运行提供必要的理论依据.     

一系螺旋弹簧偏置的转臂定位方式的刚度研究

一系悬挂主要提供一系横向、垂向及纵向刚度。文章分析了转臂定位方式采用一系螺旋弹簧偏置的转向架一系结构特征,并建立了一系横向、垂向和纵向动力学模型。同时根据受力关系、几何关系以及能量守恒定律推导了一系横向、垂向和纵向总刚度的计算公式,并试验验证了各向刚度计算结果的准确性。结果表明:一系横向、垂向和纵向总刚度的计算结果满足设计要求,一系垂向和纵向总刚度的试验结果与计算结果相吻合。     

新型轴箱像胶弹簧的研制

介绍了适应快捷货车转向架的某新型抽箱橡胶弹簧的结构,并进行了强度及动力学性能分析和试验.     

轨道车辆车体刚度灵敏度分析

以轨道车辆为背景,依据转轴公式和平行移轴公式得到车体截面内任意倾角部件的惯性矩,进而获得截面的刚度及其灵敏度。在已知车体刚度分布的前提下,依据车体刚度及其灵敏度,通过调整刚度薄弱位置相关部件的截面尺寸,可达到提高车体刚度的目的。