基于静力学分析的齿轨铁路接触轨中心锚结方案研究

齿轨铁路接触轨是齿轨铁路牵引供电系统的重要组成部分,其结构可靠性对牵引供电安全至关重要.本文针对250‰坡度齿轨铁路接触轨系统建立了 3种不同中心锚结结构的三维模型以及有限元模型,完成了 3种齿轨铁路接触轨模型在自重载荷下的静力学仿真,并评估了 3种中心锚结的结构可靠性.结果表明:两绝缘支架式的中心锚结结构接触轨出现了应力超标情况,不适用于大坡度下齿轨铁路;三支架式和两支架带拉杆式结构的接触轨静力学状态良好,适用于大坡度下齿轨铁路.研究结果可为齿轨铁路接触轨系统中各构件的设计和优化提供参考.     

舰船加筋板局部强度评估中的总纵应力折减系数研究

舰船加强筋尺寸的合理确定一直是结构设计中的热点问题。本文综合考虑总纵弯曲应力和局部载荷的相互作用,研究加强筋的许用应力折减系数(C_s)的影响因素与合理取值方法。通过分析加强筋的力学模型、对比不同规范中的C_s取值,以及用非线性有限元软件Abaqus计算一系列加筋板模型,拟合C_s曲线并与规范对比,并验证剖面对称性和局部载荷作用方向对C_s取值的影响方式,丰富了舰船局部强度校核方法的技术背景,为板架设计、舰船三维局部校核程序开发提供借鉴。     

转向架悬挂非线性及其对车体刚柔耦合振动影响研究

以全侧开快运棚车作为研究对象,既有铁路三大干线提速160 km/h刚柔耦合仿真分析表明:无摇枕转向架会造成轻量化车体产生非线性振动,如中柱根部局部高应力及循环载荷幅值约80/79 MPa.若改用有摇枕转向架,尽管心盘旁承接口化解或缓解了对车体的侧滚或扭曲载荷,中柱根部应力明显降低,约48/47 MPa.但是摇枕复杂约束力系的动态不稳定问题亦会造成十分严重的轮轨磨耗影响.假若以日系空簧悬挂取代二系橡胶堆,K_2?K_1,以抗蛇行参数优配来形成频带吸能机制,则可以跨越新建有砟铁路提速至250 km/h,以长交路跨线运营模式来扩大中长途运输收益.     

上软下硬地层盾构隧道围岩应力释放率研究

为解决盾构隧道在上软下硬地层中掘进时开挖面应力释放率难以确定的问题，基于一种既有的体积损失率迭代求解应力释放率的方法，依托广州地铁21号线盾构穿越上软下硬地层实际工程，通过数值模拟研究掌子面不同软硬岩比例、不同埋深条件下的应力释放率变化趋势，并结合现场实测资料进行对比分析。研究结果表明： 1）在盾构隧道掘进穿越上软下硬地层分界面的过程中，围岩的初次应力释放率范围基本保持在24%~36%，且随掌子面硬岩比例的增加呈线性增加趋势； 2）相对于围岩条件而言，埋深对应力释放率的影响更小。此外，在盾构隧道穿越上软下硬地层的全过程模拟中，根据围岩变化情况随不同开挖步动态调整应力释放率这一做法较全程取一固定应力释放率值更为合理。     

全橡胶环氧树脂混凝土力学性能研究

为研究全橡胶环氧树脂混凝土(FREC)力学性能,考察其作为路面修复材料的可行性,通过添加不同弹性改性剂用量,制备了一系列环氧树脂胶黏剂(EA)及FREC,研究了弹性改性剂用量对EA性能和FREC应力-应变全曲线的影响。试验结果表明:随着改性剂用量增大,EA的拉伸强度降低,二者呈现近似线性相关,同时断裂伸长率增大,拉伸剪切强度先增大后减小,拉伸弹性模量近似线性降低;FREC抗折全过程应力-应变曲线显示材料实现由刚性-半刚性-弹性的转变;抗压全过程应力-应变曲线显示材料实现由半刚性向弹性的转变;抗折峰值应力先增大后减小,抗压峰值应力先增大后减小再增大;抗折和抗压峰值应变均不断增大,增长速率均在掺量40 pbw前明显低于40 pbw后;抗折和抗压杨氏模量变化趋势和幅度基本一致,均先增加后减小。为兼顾强度和变形能力,建议弹性改性剂掺量在50～70 pbw为宜,此时FREC具有较好的综合性能。     

含碎石化层的沥青加铺路面结构分析

利用ABAQUS有限元软件建立了含碎石化层的沥青加铺路面结构模型,研究土基、旧路基层与碎石化层模量以及碎石化层和加铺层厚度对含碎石化层沥青加铺层路面结构的力学响应的影响,确定碎石化模量的控制范围.结果表明,荷载作用中心点及附近一定区域,沥青加铺层层底受拉;沥青加铺层层底拉应力对土基模量、旧路基层模量、碎石化层厚度不敏感,但当碎石化层模量较小(接近300MPa)或加铺层厚(大于20cm)时层底拉应力均较大,在重载作用下更大.因此碎石化道路必须验算沥青层层底拉应力指标.为使沥青层层底拉应力峰值不至于过大甚至超过容许拉应力,使得受拉区域控制在一定范围以内,同时为降低加铺层竖向剪应力及土基顶面压应变,并达到防治反射裂缝的效果,碎石化层的模量宜控制在500～1000MPa.     

波形膜盘型线过渡圆角设计及优化

波形膜盘联轴器是在膜片和膜盘联轴器基础上进行研发的一种新型挠性联轴器,其核心元件为高强度高韧性不锈钢膜盘组。膜盘型线过渡圆角的设计直接关系到整个膜盘薄弱点的分布,本文通过建立有限元模型,对波形膜盘型线过渡圆角进行优化设计,改善了波形膜盘的受力分布,增大了波形膜盘联轴器的安全系数。     

横梁端部节点优化

通过有限元计算,对比几种常见的横梁端部连接方式,综合考虑结构整体强度、钢材使用量、舱室空间利用率、施工便利性等方面的影响因素,确定较优的连接过渡方式和过渡结构的参数尺寸,为船舶设计横梁端部节点形式的确定提供参考。