舷外海水动压力和货物压力非对称特性的讨论

舷外海水和舱内货物对舷侧和船底结构的动压力是船体承受的非常重要的疲劳载荷。在船体结构疲劳强度校核中,为合理选择校核点并准确计算疲劳损伤,必须掌握其变动范围及其分布形式。由于液体压力和货物压力的单向性质,舷外海水动压力和货物舱内压力的变动是非对称的。文中讨论了舷外海水动压力和舱内货物压力的非对称特性,在此基础上给出了舷外海水动压力范围和舱内货物压力的定义,指出了舷外海水动压力范围最大值出现的位置。     

采用海水磁流体推进的水下运载器

应用洛伦兹力作用于周围海水的水下运载器推进器具有四种不同的方案：交流和直流,外部磁场力方式和内部槽道型方式。鉴于空间限制和速度和速度方面的考虑,目前的分析集中在内部推进器方案上。讨论了磁流全泵喷推进器的理论。介绍了基于“双重控制容积”分析的磁流体推进器,以及潜器航速,效率和推力的计算。讨论了几种不同类型的水下运载器,包括鱼雷,遥控潜器,水下自主潜器及潜艇。分析结果表明,这种推进器的速度性能与海水导电率和磁场强度的平方成正比增长;同时表明带有较长磁流体槽道的较大系统的运载器能量效率更高。目前,应用螺旋浆推进器系统的潜艇已经获得20－42kn的航速。基于解析的参数研究,利用稍作修改的压水堆作为动力源的磁流体推进器,可在此范围内获得运载器的速度。如果同时采用液态金融增殖反应器,可达到更大的水下航速。磁流体推进器还能减少水动力阻力,减少维护量降低可检测性。     

基于电机动力吸振的高速列车蛇行运动控制

复兴号CR400BF高速动车组动力转向架的牵引电机采用特有的四点弹性架悬方式, 在电机和构架之间安装有横向液压减振器和横向止挡, 首次采用牵引电机作为动力吸振器来控制转向架蛇行运动稳定性和蛇行频率, 从而避免引起车体弹性模态共振; 考虑悬挂参数和轮轨接触非线性, 建立了复兴号动车组非线性多刚体动力学仿真模型, 通过悬挂模态计算和动力学时域仿真, 分析了关键参数对动车蛇行运动的影响规律; 基于将电机作为动力吸振器的原理, 优化了电机节点横向刚度和横向减振器阻尼; 考虑动车组运营中的轮轨匹配随机因素, 组合400种轮轨随机匹配状态, 仿真分析了动车的动力学性能; 开展动车组长期线路动力学跟踪试验, 研究了动力转向架蛇行运动演变规律。仿真与试验结果表明: 牵引电机弹性架悬下的构架横向加速度频谱图从以蛇行频率为主频的单峰值变化为主频在蛇行频率两侧的双峰值, 说明电机起到了动力吸振器的作用; 将电机作为动力吸振器能够提高动车蛇行运动稳定性, 具有不同等效锥度的典型轮轨匹配下非线性临界速度超过500 km·h-1; 动车蛇行运动最高频率被控制在6 Hz附近, 远离车体中部菱形弹性模态频率8.5 Hz, 避免了转向架蛇行运动激起车体弹性共振; 动车组在轨道随机不平顺激扰下, 构架端部横向加速度小于0.5g, 平稳性指标小于2.5, 轮轴横向力和脱轨系数等运行安全性指标满足要求。      

钢桥面环氧沥青铺装层动水压力数值仿真分析

针对行车荷载下铺装层表面动水压力对铺装层的影响,研究钢桥面环氧沥青混凝土铺装水损害现象,量化分析行车荷载下钢桥面环氧沥青铺装层的动水压力。采用有限元软件ABAQUS建立轮胎-钢桥面环氧沥青铺装层模型,获取流体计算域中轮胎的形状及尺寸;基于计算流体力学建立钢桥面正交异性板铺装复合有限元模型,采用FLUENT数值仿真轮胎在有水铺装层表面上行驶时产生的动水压力;分析行车速度、水膜厚度、轮胎花纹深度等因素对动水压力的影响,得到动水压力的最不利工况。     

人工冻结对南京砂液化特性的影响

针对长江中下游地区广泛分布的南京砂,使用GDS动三轴系统分别在地震荷载和地铁列车振动荷载作用下进行动三轴试验,研究人工冻结对南京砂液化特性的影响及其机理,并判别2种荷载对南京砂冻结施工的潜在危险.结果 表明:在地震荷载和地铁列车振动荷载作用下,冻融循环均会明显降低南京砂的刚度和抗液化能力,首次冻融最为明显;冻融次数越多...     

风浪联合作用下翼型风帆助推船舶稳性分析

为实现碳达峰、碳中和目标,翼型风帆助推技术日益受到重视。海洋风能可借助风帆结构推船前进,达到节能减排目的,但同时也会产生作用于船体的横摇力矩。风、浪随机载荷联合作用,为风帆船舶在波浪中的动稳性预报提出了新挑战。为此,考虑了多组风谱、浪谱、风向和浪向,采用谱分析法和时域分析法研究了风浪联合作用下船舶动稳性。谱分析法未考虑系统的非线性,时域分析法考虑了横摇回复刚度的非线性。研究发现风谱对目标船舶动稳性影响很小,波浪谱影响较大;针对该文算例,横摇非线性不可忽略。研究结论可为风浪随机载荷联合作用下翼型风帆助推船舶动稳性研究提供理论参考。     

基于Q学习的参数自适应S面控制方法

复杂的动力学特性及多变的海洋环境对无人水下航行器（UUV）控制器的设计提出了巨大挑战,在实际应用中,控制器的参数经人工调试后便固化,在控制过程中无法适应环境的变化。针对上述难题,该文借鉴自适应控制思想,提出一种基于强化学习的参数自适应S面控制方法,采用自适应控制方式实现不同环境下控制器参数的优化和自动整定。该方法采用Q学习算法进行训练,通过Q学习的自学习机制寻找输入状态和输出动作间的最优映射。仿真试验表明,所提方法能对控制器的参数进行实时在线调整,具备良好的控制效果和环境自适应能力。     

轨道几何动静态检测分析

通过介绍轨道几何静态检测的绝对测量型、相对测量型轨道检查小车以及动态检测惯性基准法的基本原理,分析单波不平顺的弦测输出、仿真弦测法的畸变影响,得出应采用大于轨道不平顺波长的弦长进行测量以减小弦测法幅值畸变的结论。将轨道几何的动态空间曲线转化为轨道几何动态弦测值,同时按轨道几何静态空间里程对轨道静态空间坐标进行最优化筛选,输出轨道几何静态弦测值,并将轨道几何动静态弦测值统一为10 m弦长、20 m弦长的弦测输出。对比轨道几何动静态弦测输出,结果表明动静态检测数据一致性较好,二者偏差95%,分位数小于1 mm,相对于轨道几何静态检测,动态检测无需人工设站,粗大误差小。     

模拟动水压力试验条件下的沥青混合料路用性能评价

以AC-13型密级配沥青混合料为研究对象,借助动水压力模拟试验系统,研究模拟动水压力作用对沥青混合料路用性能的影响及其力学性能变化.研究结果表明:(1)松散的混合料或成型后的混合料试件,经过动水冲刷作用后,试验结果呈现的规律基本保持一致:混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性以及疲劳性能都是随动水作用时间增加呈现先增...     

钢箱梁顶推系统中拉锚器的分析方法及局部受力状态

以主跨430 m独柱式双塔双缆空间索面悬索桥顶推施工中拉锚器为研究对象,采用直接建模法建立有限元模型,阐述拉锚器与主梁连接的传力路径,研究拉锚器的局部受力状态并开展参数分析。结果表明,采用直接建模法简化拉锚器局部构件的分析方法具有概念清晰、计算快捷且安全可靠等特点;顶推牵引力在拉锚器各构件钢板间的传递使得拉锚器区域应力状态发生连续改变,各部件的合理尺寸设计是保障受力安全的前提条件。主受力腹板厚度对局部应力影响比较敏感,考虑板材厚度对强度的削弱影响,建议在适当增加主受力腹板厚度基础上增加加劲板的厚度来提高拉锚器的安全储备。