下陷单脊矩形波导传输特性研究

利用亥姆霍兹方程的有限差分格式,研究在下陷单脊矩形波导中,脊在中心位置且几何尺寸变化对传输特性的影响.计算了脊的尺寸变化时的截止波长cλ和单模带宽λc/cλ1,并给出了TE10和TE11模式的场结构图.通过与传统单脊矩形波导的对比,指出了下陷单脊矩形波导传输特性的优缺点.     

哑铃型截面钢管混凝土拱桥动力特性和稳定性研究

以云南木高金沙江大桥为工程背景,采用有限元方法对哑铃型截面钢管混凝土拱桥的动力特性和稳定性进行了研究,分析了横撑布置形式、矢跨比等结构参数对该桥结构动力特性和稳定性的影响规律。计算结果表明：不同横撑布置形式下拱桥屈曲模态前3阶均为面外失稳,第4阶出现面内失稳,说明面外失稳是哑铃型截面拱桥的主要失稳形式;临近拱脚处设置为“K”撑和“米”撑的拱桥稳定系数分别比设置为一撑的拱桥安全系数增加57%和78%,说明改变横撑布置形式对于提升拱桥的整体稳定性有显著影响;矢跨比≤0.3时,拱桥稳定系数随着矢跨比增大而呈线性增加,矢跨比>0.3时,拱桥的稳定系数增加不明显,因此建议木高金沙江大桥的矢跨比为0.2～0.3较为合理。研究结果丰富了钢管混凝土拱桥动力特性的研究内容,可为哑铃型截面拱桥的设计与施工提供借鉴参考。     

三维可变形翼展向变形气动力特性数值模拟研究

为探寻三维可变形翼展向变形对其气动力特性的影响规律,采用基于求解RANS方程的方法,结合k-ε湍流模型,进行三维可变形翼定常状态下静态展向变形和非定常状态下动态展向变形气动力特性及变化规律的数值模拟研究。通过开展不同攻角和不同变形幅度下的静态展向可变形翼系列模型、以及以不同变形频率和不同变形幅度做动态展向变形运动的可变形翼模型的数值计算,分别获得可变形翼静态展向变形和动态展向变形时升/阻力系数随各输入参数的变化情况。结果表明：静态展向变形对三维机翼气动力性能略有影响,影响程度与攻角有关;动态展向变形下机翼阻力系数和升力系数时历变化规律呈类余弦曲线形式,变化幅度均随着展向变形频率的增大而增大,且展向变形幅度越大,变化幅度越明显。研究结果可为展向变形翼的气动力性能预报以及优化设计提供技术支撑。     

振荡流下双圆角柱体结构群绕流特性数值研究

基于流体计算软件Fluent,对零均值振荡流（Re=160,KC=7）工况下双圆角柱体结构群绕流问题进行了研究。首先,对单柱体绕流进行求解以验证数值模型、计算参数的准确性;然后,着重分析布置方式、圆角半径和间距比对双圆角柱体结构群流场特性和流体力系数的影响。结果表明：三个关键参数的变化均会改变双圆角柱体结构群的流场分布和各柱体的流体力系数。在小间距工况下,圆角半径增大对各柱体的漩涡脱落模式无明显影响。然而,在大间距比工况下,各柱体的流体力系数会发生改变。另一方面,圆角半径增大均会导致各柱体的拖曳力系数和惯性力系数减少。同时,在任意圆角半径工况下,间距比增大会使得各柱体的流场分布和流体力系数发生较大变化。     

合肥地区黏土膨胀特性研究

在合肥地区地铁隧道施工现场取典型黏土地层原状土样,进行了一系列室内试验和电镜试验,对合肥地区典型黏土土样的膨胀特性进行了研究。研究结果表明：合肥地区黏土土样具有弱膨胀性;得到了合肥地区典型黏土的膨胀力数据;合肥地区黏土的抗剪强度参数与含水率之间存在负指数函数关系;两种黏土存在裂隙结构面和致密结构面,微孔隙、微裂隙和黏土的颗粒排列等的差别是其具有不同膨胀特性的原因。     

地铁线路U型槽区段轨道设置钢支墩的维修方案及其力学特性研究

在地铁实际运营中,由于列车荷载长期作用等因素,导致U型槽截水沟处的整体道床出现垂向分层及水平位移现象,进而影响列车正常运营。针对此病害,提出设置钢支墩结构的临时支承维修方案,以保证在道床整治更换期间列车的正常运行。为验证所提维修方案的可行性,通过建立有限元模型对列车静荷载和动荷载作用下,钢支墩受力变形情况和轨道结构动力响应结果进行分析,同时对施工流程提出建议。研究结果表明：在最不利荷载作用下,钢支墩结构最大应力为82.10 MPa,最大垂向位移为0.16 mm,满足正常使用要求;当列车运行速度分别为80 km/h和25 km/h时,钢支墩等效应力最大值分别为23.24 MPa和23.22 MPa,混凝土底座的主应力最大值分别为0.68 MPa和0.47 MPa,均满足使用要求。所提维修方案施工作业过程简单,在减少维修期间对既有线路条件及轨道设备干扰的同时,保障了列车的正常运营。     

铁路路基桩筏基础承载力与沉降特性研究

为提高路基桩筏基础承载力与沉降特性分析的准确性,研究铁路路基桩筏基础承载力与沉降特性的分析方法。采用现场试验与模拟计算相结合的方法进行分析,试验使用了单点监测仪、液位监测仪及压力箱,同时设置远距离自动监测系统;通过基本假定,计算出桩筏的基础承载力与沉降特性,建立桩筏解析结构分析模型,分析不同荷载下桩筏基础的承载性能与沉降特性。试验结果表明：此次研究方法分析出的桩筏基础承载力与实际测量结果相差较小,相对误差可控制在100 kN以内,分析出的沉降量与实际沉降量相差仅为4 mm,提高了路基桩筏基础承载力与沉降特性分析的准确性。     

水温变化对船舶水润滑轴承振动特性影响分析及试验研究

为探究水润滑轴承受温度变化影响而引起的自身振动特性变化的现象,对水润滑轴承借助有限差分法建立水弹流润滑模型,研究不同工况参数对水润滑轴承动刚度和动阻尼的影响规律,分析不同进水温度和载荷条件下水润滑轴承的动刚度K_yy、动阻尼C_yy、最小水膜厚度等振动特性相关参数的变化规律,并进行振动特性试验。研究表明：随着温度升高,轴承水膜压力下降,最小水膜厚度减小,表明温度升高载荷增加时动刚度K_yy和动阻尼C_yy会增大,且高温对动刚度K_yy和动阻尼C_yy影响更大;载荷和转速一致的条件下,轴承振动总振级随着温度升高而下降。     

机车车辆齿轮轴裂纹的传动系统振动特性分析

车辆服役过程中,某型机车车辆齿轮传动系统经常出现小齿轮轴裂纹等失效现象。为掌握齿轮轴裂纹状态下传动系统的振动特性,更加有效支撑系统的故障诊断,文章通过齿轮啮合、悬挂系统将齿轮传动系统集成到整车动力学模型中,建立包含齿轮传动系统的机车车辆动力学模型。该模型综合考虑齿侧间隙、时变啮合刚度、轨道几何不平顺及轮轨接触等非线性因素,并通过机车车辆线路实测数据验证所建模型的有效性,同时详细研究不同裂纹深度下的机车车辆齿轮传动系统振动特性。结果表明,机车车辆齿轮传动系统的振动特性受到轴裂纹的影响,其传动平稳性随着裂纹深度的增加会逐渐恶化。该研究结果可为后期的机车车辆齿轮传动系统故障诊断提供理论支撑,对机车车辆的运营维护具有实际指导意义。     

HCCI发动机燃用MTBE/正庚烷混合燃料的燃烧和排放特性的研究

对正庚烷及其与不同比例甲基叔丁基醚(MTBE)的混合燃料在高速4缸柴油机上进行单缸HCC I燃烧排放试验。试验结果表明,随着MTBE比例的增加,混合燃料的HCC I燃烧低温反应弱化并延迟,进而导致整个HCC I高温阶段燃烧被抑制,燃烧相位延迟,因而MTBE添加具有拓展正庚烷HCC I燃烧负荷的潜力。