乘用车前端结构几何参数对行人头部动力学响应和损伤风险的影响

通过深入的事故数据分析,研究行人在与不同类型乘用车碰撞中的AIS 3+伤亡风险,采用仿真分析研究乘用车前部结构对行人损伤和致伤因素的影响。以市场上的128款乘用车作为样本,比较了轿车、运动型多功能车和微型厢式车前部结构的主要几何尺寸;基于详尽的行人事故数据,统计分析了各类乘用车-行人事故中的损伤分布和严重性,确定了车辆碰撞速度与行人伤亡风险的关系;利用多体动力学模型,分别在20、40和60km/h的碰撞速度下比较了不同车型的行人头部碰撞条件。结果表明:乘用车前部几何形状对行人头部动力学响应和损伤风险都有显著影响。研究结果可为不同类型乘用车更好地制定行人保护措施提供一定的理论依据。     

沥青混合料劲度残留值的影响因素试验

借助于四点弯曲小梁疲劳试验装置,采用对称循环加载方式,通过加载次数来设置循环,并且在不同的循环次数之间设定相应的恢复时间,研究了多个循环作用下不同的恢复方式、应变大小以及温度的大小与沥青混合料的劲度残留率之间的关系.研究结果表明:小梁在无约束情况时的劲度残留率要大于有约束时的劲度残留率,并且随着循环次数的增加,这两者之间的差值会越来越小.应变越小,则劲度残留率会越大,200με作用下劲度的残留率较大,400 με和600με作用下对应的劲度残留率在循环次数少的时候比较接近,随着循环次数的增加,二者之间的差异会明显.温度为5℃和15℃时的劲度残留率比较接近,25℃时的劲度残留率要大于5℃和15℃时的对应的劲度残留率.     

粘滞阻尼器对 L型结构扭转效应的影响分析

建筑物中由于各构件可能存在质量分布不均、构件尺寸差异引起的刚度布置不均,结构质量分布的中心位置与结构刚度分布的中心不重合导致建筑物在地震作用下产生明显的附加转动,引起结构边榀柱受剪扭破坏。构件布置过程中多考虑到如何控制此种扭转效应的问题。文中对减震结构振动方程中附加阻尼矩阵的计算说明了增设阻尼器对结构扭转效应控制的影响,对 L型结构算例中以层间位移、位移比作为控制参数,分析阻尼器的布置方式对结构在地震作用下的减震及扭转效应控制效果的影响,得出了阻尼器在楼层高度、平面内的最优位置以及相应布置下的减震效果。     

基于Matlab膜式空气弹簧垂向刚度分析

空气弹簧由于其良好的振动特性,在车辆中有着广泛地应用,研究其刚度特性意义重大。本文首先通过工程热力学理论推导空气弹簧的力学模型,然后以某轻型商用车前悬架为研究对象,利用Matlab软件计算获得膜式空气弹簧在不同初始气压下垂向刚度特性曲线。结果表明:该膜式空气弹簧呈现明显的变刚度特性,并随着初始压力的增加,承压能力也增强、同时,初始压力越大,非线性特性也越明显。     

千米跨度公铁两用钢桁梁斜拉桥几何非线性研究

为研究非线性因素对超大跨度公铁两用斜拉桥主要构件变形和受力的影响程度,采用5种分析状态,对一座跨度超过千米的公铁两用钢桁梁斜拉桥进行成桥状态下的活载非线性计算分析。建立全桥平面杆系模型,计算各控制量在最不利活载作用下的极值及非线性影响系数。结果表明:对超大跨度公铁两用斜拉桥而言,斜拉索的垂度效应仍然是几何非线性影响的主要因素,梁-柱效应和大位移效应相对较弱;目前桥梁设计的通常方法是考虑修正斜拉索弹性模量进行线性计算,并在此基础上活载考虑10%的非线性放大系数,该方法现实、合理而且稍偏安全。     

乌苏大桥大挑臂钢箱组合梁扭转性能试验研究

为研究大挑臂钢箱结合梁截面的抗扭刚度,以黑瞎子岛乌苏大桥——(140+140)m的钢箱组合梁独塔单索面斜拉桥为对象,通过1∶4的缩尺节段模型试验和有限元计算,对单车道、双车道和3车道偏载工况下结构的扭转性能进行分析。结果表明:3车道偏载作用下,主梁的实测最大扭转角和最大剪应力为9.88×10-4 rad和14.71MPa,远小于桥面横坡2%和规范允许的125MPa,乌苏大桥钢箱组合梁截面具有足够的抗扭刚度,且富余量大;增加钢箱梁底板和腹板厚度可显著提高钢箱组合截面的抗扭刚度,而增加钢箱梁顶板厚度对截面抗扭刚度的提高有限。     

蠕变试验下的橡胶沥青粘弹性能研究

通过弯曲梁流变试验（BBR）得到的蠕变劲度指标,是表征沥青胶结料在低温条件下变形和拉应力的可靠指标。通过不同低温条件下得到的蠕变劲度模量,推导橡胶沥青在 BBR试验中的蠕变规律,并建立模型对结果进行模拟分析,最后通过理论模型与试验结果的对比,认为所建立的本构模型能够较准确的反映橡胶沥青的粘弹性能,具有非常明确的物理意义。     

基于酸腐蚀的板式氯丁橡胶支座受压试验研究

公路桥梁板式橡胶支座比其他橡胶支座更容易受到酸雨的影响,为了研究不同腐蚀时间下公路桥梁板式氯丁橡胶支座经过酸腐蚀后的各项力学性能变化,采用3．0％的硫酸溶液对公路桥梁氯丁橡胶支座分别进行20,40,60和80 d的酸腐蚀处理,并采用5000 kN压力试验机进行轴心受压试验研究．分别对其表观、外形尺寸、极限抗压强度、竖向刚度和抗压弹性模量等进行对比分析．结果表明腐蚀时间越长,公路桥梁板式氯丁橡胶支座更容易发生脆性破坏,其极限抗压强度、竖向刚度和抗压弹性模量等指标显著降低．通过承载力衰减规律对比分析,采用最小二乘法建立公路桥梁板式氯丁橡胶支座的极限抗压强度的衰减模型．当腐蚀到一定程度,极限抗压强度、竖向刚度和抗压弹性模量等已无法满足实际工程要求,建议在实际工程中要避免氯丁橡胶支座受到酸腐蚀的破坏．     

船舶尾轴架动刚度的测量及应用

采用实验方法对某舰尾轴架进行动刚度测量,得到了前尾轴架的横向动刚度曲线,后尾轴架的横向和纵向动刚度曲线;分析尾轴架的动刚度曲线,可得到尾轴架结构的固有频率.用有限元方法对尾轴架固有频率进行计算,比较表明两结果吻合较好.建立了船舶轴系的有限元模型,轴架支撑处动刚度用广义弹簧-阻尼器系统进行模拟.进行了在横向冲击载荷作用下考虑支承结构动刚度的轴系横向冲击响应计算.     

Dynamic vehicle–track interaction in switches and crossings and the influence of rail pad stiffness – field measurements and validation of a simulation model

A model for simulation of dynamic interaction between a railway vehicle and a turnout (switch and crossing, S&C) is validated versus field measurements. In particular, the implementation and accuracy of viscously damped track models with different complexities are assessed. The validation data come from full-scale field measurements of dynamic track stiffness and wheel–rail contact forces in a demonstrator turnout that was installed as part of the INNOTRACK project with funding from the European Union Sixth Framework Programme. Vertical track stiffness at nominal wheel loads, in the frequency range up to 20?Hz, was measured using a rolling stiffness measurement vehicle (RSMV). Vertical and lateral wheel–rail contact forces were measured by an instrumented wheel set mounted in a freight car featuring Y25 bogies. The measurements were performed for traffic in both the through and diverging routes, and in the facing and trailing moves. The full set of test runs was repeated with different types of rail pad to investigate the influence of rail pad stiffness on track stiffness and contact forces. It is concluded that impact loads on the crossing can be reduced by using more resilient rail pads. To allow for vehicle dynamics simulations at low computational cost, the track models are discretised space-variant mass–spring–damper models that are moving with each wheel set of the vehicle model. Acceptable agreement between simulated and measured vertical contact forces at the crossing can be obtained when the standard GENSYS track model is extended with one ballast/subgrade mass under each rail. This model can be tuned to capture the large phase delay in dynamic track stiffness at low frequencies, as measured by the RSMV, while remaining sufficiently resilient at higher frequencies.