含腐殖质夹层沥青路面在交通荷载作用下力学响应分析

为了分析含有腐殖质夹层沥青路面力学响应,采用有限元数值模拟的方法,探讨了不同交通荷载作用下腐殖质夹层距路表深度对路表弯沉、面层层底拉应力、面层拉应变、基层层底拉应力及底基层层底拉应力的影响规律,并与正常沥青路面的力学响应进行对比。研究结果表明：随着腐殖质夹层离路表越深,路表弯沉值及底基层层底拉应力逐渐减小,面层层底拉应力、面层拉应变及基层层底拉应力逐渐增大;路床范围内含有腐殖质对路面力学响应的影响大于路床范围外。研究成果可用于指导原地面存在腐殖质夹层的沥青路面施工设计。     

轮胎动态模型的阻尼和对滚动阻力及动态响应影响的分析

在综合了一些文献研究结果的基础上,基于轮胎模态参数模型,给出了不同阻尼环节对滚动阻力及轮胎以不同速度滚越障碍物的动态响应的模拟结果,并部分地与试验结果进行对比,说明具有结构阻尼环节的轮胎模型,对于两者的模拟均给出了更好的定量结果。     

底盘测功机加载响应性能研究

对我国在用车工况法尾气排放测试用底盘测功机加载响应性能的测试方法和技术要求进行了研究。指出我国有关文献忽略了影响底盘测功机加载响应性能的重要因素—平均稳定时间所带来的问题,以及美国BAR97测试方法对我国实施的瞬态和简易瞬态工况法存在的不适应问题,根据我国瞬态工况法和简易瞬态工况法的特点,提出新的加载响应性能测试方法,并对某底盘测功机加载响应性能进行了测试和分析。     

车辆动荷载作用下黄土地区浅埋综合管廊动力响应试验研究

近年来,为解决路面反复开挖、架空线网密集等问题,多地规划建设了城市综合管廊并取得一定的成效。由于城市综合管廊常布设于机动车道下方且埋深较浅,为揭示车辆动荷载作用下浅埋综合管廊及周围黄土路基的动力响应规律,设计制作1∶10的缩尺物理模型,采用半正弦波模拟不同强度的车辆动荷载来研究车辆动荷载作用下管廊结构及周围土体的加速度、土压力和应变的动态响应规律。试验结果表明,车辆动荷载作用下浅埋管廊结构的振动响应频率集中在76.62～110.76 Hz(对应原型10.72～15.51 Hz),车辆动荷载频率主要以低频为主。管廊顶板的加速度响应峰值分别是侧壁、底板的9.1和29.9倍(80 kN工况),且随着车辆动荷载强度的提高线性增长。车辆动荷载幅值超过80 kN(8.16 t轴重)后管廊顶与上覆盖土体间的动土压力作用响应显著增强,管廊侧壁与土体接触面上的动态土压力峰值约为顶板部位的39.8%～61.8%,而管廊底板与下部土体的接触压力变化幅度微弱。随着车辆动荷载强度的增大管廊顶板、侧壁的动态应变响应增幅明显,在顶板与侧壁掖角部位出现一定的应力集中现象,并表现出轻微的不对称变形特征,在城市浅埋综合管...     

地铁列车荷载作用下砖石古塔振动响应研究

为研究地铁荷载作用下砖石古塔的振动响应和安全性,以武汉洪山宝塔为研究对象,对该塔进行地脉动测试,基于随机振动理论计算其前2阶自振频率与相应振型。建立数值计算模型,得到模型的自振频率和振型,参照脉动测试结果对模型进行校核。基于校核后的有限元模型,研究地铁列车荷载作用下塔体各层最高处的水平振动速度的变化规律,并参照国家规范对不同工况下的塔体安全性进行评估。研究结果表明：宝塔在东西和南北方向的前2阶频率接近,振型也十分相似且均为平动振型。地铁运行引发的古塔振动主频率为0～15 Hz。各层最高处水平振动速度沿楼层高度方向均呈现先增大后减小随后再增大的趋势,最终在顶层达到最大值。随着振动源水平距离的增加,古塔各层最高处水平向振动速度总体均呈减小趋势,但在一定范围内存在振动放大区。该区域内的顶层水平速度的增幅虽未超过国家规范中省级文物保护单位的振动限值,但由于古建筑对振动速度的变化非常敏感且古建筑保护级别是动态的,类似于上述的增幅对古建筑是潜在隐患,建议在进行地铁线路规划时,应尽量避免将古建筑处于振动放大区内。在选定工况下,洪山宝塔与地铁线路的安全距离为12.5 m。研究成果可为古建筑周边轨道交通...     

基于响应面法复合材料船舶开孔板架优化设计

复合材料板架作为轻量化船舶的主要构件,其设计是否合理对船舶本身的安全性和经济性具有重要意义。基于响应面法和有限元仿真,从结构重量和稳定性两方面着手对复合材料船舶开孔板架进行多目标优化设计。借助Ansys Workbench计算平台,对复合材料开孔板架进行静力学计算、特征值屈曲分析和响应面优化设计,获得一系列板架设计方案的稳定性参数和重量特征。优化过程中应用DOE试验设计技术和RSO响应面优化模型,确定采样点位置并拟合构造标准三维响应曲面。采用多目标遗传算法生成初始样本点,获得最佳设计方案。结果表明：面板厚度对板架重量和屈曲能力的影响最为敏感;优化设计方案减重效果较好,抗屈曲能力明显提高。该优化设计具有一定的实用价值,能为复合材料船舶改进优化、轻量化应用等提供有益参考。     

波浪参数对起重船——吊物系统耦合运动响应的影响

基于水动力学势流理论,对起重船-吊物系统进行了水动力建模,分析了起重船—吊物耦合系统在不规则波中的运动响应。对比了波高、波周期和遭遇角等波浪参数对起重船-吊物系统的耦合运动响应的影响。可为起重船吊装作业时海况窗口期选择和运动姿态的控制提供支撑。     

斜拉索平行钢丝多蚀坑应力强度因子研究

为研究斜拉索高强钢丝受点蚀影响下的疲劳性能,基于线弹性断裂力学建立了点蚀钢丝有限元模型,对多点蚀坑影响下的高强钢丝表面裂纹应力强度因子进行了计算分析,综合考虑了蚀坑深径比α,以及蚀坑间距d的影响,并进行了参数分析。研究表明：单蚀坑情况下,当增大裂纹本身所处的蚀坑深径比α时,应力强度因子在各蚀坑深度下都呈现出增长趋势;双蚀坑时,当增大与纵向相邻蚀坑的间距d和其深径比α时,应力强度因子先呈现变大趋势后逐渐趋于稳定;多蚀坑情况下,纵向相邻蚀坑对应力强度因子影响最大,此后随着蚀坑数量的持续增加,蚀坑数量对应力强度因子的干扰逐渐降低,研究内容可以为缆索承重桥梁的高强钢丝疲劳性能研究提供参考。     

强震区跨断层桥梁桩基动力响应及避让距离研究

为研究强震区跨断层桥梁桩基动力响应及避让距离,依托海文大桥实体工程,选取4种类型地震波——5010波、5002波、Kobe波和El-Centro波;采用MIDAS/GTS有限元分析软件,建立了桩-土-断层相互作用模型,研究了断层上下盘桩的峰值加速度响应、桩顶水平位移响应和桩身弯矩响应的变化规律,以及桩基与断层之间的安全避让距离取值对桩基础力学变形特性的影响。结果表明：4种地震波作用下,断层上盘桩基的动力响应均较断层下盘的大,呈现显著的“上盘效应”;覆盖层土体对桩身峰值加速度有明显的放大作用和滤波作用;桩顶峰值加速度响应具有滞后性;比较而言,El-Centro波作用时桩顶峰值加速度及峰值加速度放大系数最大,5002波作用时桩顶水平位移峰值最大,Kobe波作用时桩身弯矩峰值最大。建议在桥梁桩基抗震设计时,应着重考虑断层上、下盘桩基的差异和地震波类型对桩基承载力的影响;推荐强震区跨断层桥梁桩基安全避让距离值为20 m(10D)。     

船闸运行状态下闸门及支承运转件敏感区应力关系研究

支承运转件(顶枢、底枢、蘑菇头等)是船闸闸门的重要组成部分,也是闸门系统的典型薄弱部位,频繁的闸门启闭及水流紊动等情况会令支承运转件出现磨损、卡阻等运行故障,由于部分支承运转件处于水下隐蔽位置,通过现有直接检测方法难以评估其受力特性及磨损程度,研究闸门及支承运转件敏感区的应力关系对支承运转件的运行安全具有重要意义.为此...