波浪作用下海洋立管试验研究及ANSYS数值模拟

海洋立管在石油工业生产中有着非常广泛的应用,同时也是薄弱易损的构件之一。立管管内有高温高压的流体流过,管外承受海洋环境荷载尤其是波浪荷载的作用,受力比较复杂。由于中国大部分的海上油田水深都比较浅,所以重点研究浅水中的海洋立管。运用相似理论将实际立管模型缩放为试验模型,在管内流体流动及管外波浪荷载作用下,测量立管动力响应,并与Ansys有限元数值模拟结果进行了比较。     

岩基上键槽式闸室结构与整体式闸室结构受力特性比较

以岩基上某闸室结构为例,开展设置键槽缝底板和整体式底板闸室结构的受力特性研究。应用Ansys中面面接触单元Targe170 和Conta173模拟键槽的非线性接触,分析检修、低水、完建和高水4种工况下键槽闸室结构的应力、底板弯矩和地基反力分布规律,并与整体式闸室结构进行对比分析。研究结果表明：检修工况和低水工况两模型的应力、弯矩以及地基反力分布规律相似,其值均较小,检修工况底板中心产生较大的负弯矩;完建工况两模型底板正弯矩取得4种工况中最大值,分别为18 016和31 163 kN?m,整体式结构底板弯矩较大,表明键槽缝的存在可有效减小闸室底板的正弯矩,该工况下地基反力最大;高水工况在底板顶部中心两侧产生最大拉应力,两模型数值相近,此时键槽闸室底板跨中弯矩值较小。     

铁路交流牵引电机故障诊断技术研究及应用

铁路交流牵引电机工作环境复杂恶劣,故障发生率相对较高,其故障诊断技术是提高机车车辆可靠性和安全性的关键技术之一.总结牵引电机常见故障类型,明确轴承故障与定子绝缘故障是牵引电机的2种主要故障类型,着重分析牵引电机绝缘和轴承故障诊断理论与应用成果,并基于实际应用情况和相关技术发展趋势,提出交流牵引电机故障诊断技术的发展方向...     

预应力混凝土波纹钢腹板组合箱梁受力性能研究

该文概述了预应力混凝土波纹钢腹板组合箱梁在国内外的发展与应用情况,采用有限元分析方法,对跨径、材料、预应力钢束以及顶底板尺寸均相同的波纹钢腹板组合箱梁和平板钢腹板组合箱梁的受弯性能、抗剪性能、抗扭性能以及剪力滞效应进行了分析;比较了两种模型在不同荷载作用下跨中截面、四分点截面上的变形与内力分布;并对两种预应力混凝土组合箱梁的动力特性进行对比。研究成果表明:与平板钢腹板组合箱梁相比,预应力混凝土波纹钢腹板组合箱梁的腹板纵向刚度很小,横向挠曲刚度较高;波纹钢腹板组合箱梁跨中剪力滞效应较为显著,整体刚度较小。     

地铁设备用房VAV变风量系统控制特性研究

为实现碳达峰及碳中和的重大目标,地铁空调系统的能源节约问题愈发凸显。由于地铁设备管理用房的负荷随设备启停变化较为明显,传统定风量空调系统无法改变系统送风量,存在冷量浪费的问题。采用变风量空调系统可实现不同房间、不同时刻的按需送风。搭建郑州某地铁车站小系统变风量空调系统模拟平台,并与地铁设备用房负荷模型集成,实现房间风量的按需供给;通过变风量系统模拟平台对该地铁设备用房变风量系统进行控制模拟运行,研究系统的风量控制特性;对末端VAVbox中阀门开度进行控制,实现在不同负荷需求下房间的按需送风。结果表明,该系统实际运行风量与需求风量基本吻合,偏差小于1%;并进一步比较了定风量系统和变风量系统的温控效果,其中采用定风量系统房间温度降低至34℃(低于设计温度36℃),而变风量系统能够精确控制房间温度为36℃,避免了冷量浪费。     

45 t轴重重载铁路扣件系统刚度分析

为分析45 t轴重重载铁路有砟轨道扣件系统刚度合理取值范围,首先,使用钢轨容许应力法及轨道容许变形法分析扣件系统静刚度合理取值范围;然后,建立45 t轴重重载货车-有砟轨道空间耦合动力学模型,以美国五级谱及钢轨焊缝不平顺作为该耦合系统激励,通过分析车轨耦合动力学模型在不同激励、不同动刚度下的动力响应变化,分析扣件系统动刚度合理取值范围。结合钢轨容许应力法及轨道容许变形法,建议扣件系统静刚度范围为200～240 kN/mm;通过综合比较最大轮轨垂向力、最大枕上压力、最大钢轨垂向位移及最大轮重减载率4个评价指标在不同轮轨系统激励及不同扣件系统动刚度下的变化范围,建议扣件系统动刚度范围取240～300 kN/mm。     

地铁盾构隧道内径扩增对结构抗变形能力影响研究

隧道内径扩增是盾构隧道工程的发展趋势,而内径扩增后的管片抗变形能力仍值得探讨。基于南京地铁9号线工程,通过几何相似比为1∶10的模型试验,研究内径由5.5 m扩增至5.8 m对隧道结构抗变形能力影响,并提出内径扩增后的管片厚度优化建议。结果表明,正常加载阶段内,管片的收敛变形、应变和拱顶弯矩近似线性变化且增速较低,而在超载阶段内则均表现为非线性迅速增加;管片内径增大导致其整体变形、局部应变和弯矩均增大,且在超载阶段内尤为明显,使管片处于偏不利的受力状态,深埋条件下管片内径由5.5 m扩增至5.8 m导致其水平、竖向收敛值均增大了14.94%;增大管片厚度可有效控制收敛,尽管导致结构弯矩和偏心距增大,但最大结构拉应变/应力下降,在控制变形方面有较好的效果,也使管片整体处于更安全的受力状态。     

机电复合传动系统扭转振动主从控制方法

针对车用大功率机电复合传动系统(EMT)在负载波动和发动机力矩脉动等复杂激励作用下易产生冲击振动等问题,提出了机电复合传动系统扭振主从控制方法。该方法利用主从控制策略使两台驱动电机之间建立起耦合约束,通过优化虚拟杠杆系数改善EMT系统特性,实现低频扭振"削峰"。首先建立了混联式机电复合传动系统多自由度集中参数动力学模型,分析了系统固有振动特性。然后设计了HEV驱动控制和扭振主动抑制的串级控制架构。其次基于主从控制算法设计了EMT扭振主动控制算法(M-SAC),分析了杠杆系数对系统振动特性的影响,在MATLAB中进行仿真并与最优模态控制算法(IMSOC)进行了对比。结果表明,主从控制器参数与系统力学参数具有耦合关系,主从控制参数会改变系统共振频率点的位置,进而显著改变系统振动响应幅值。选择合适的控制参数可以实现EMT扭转共振幅值削峰,对提升系统的NVH性能具有重要意义。     

电驱动系统再生制动工况动力学特性研究

为研究再生制动过程中电动汽车驱动系统的动力学特性,在考虑静态传动误差、齿侧间隙和时变啮合刚度等基础上,进一步耦合轮胎扭转特性,建立了永磁同步电机-两级传动机构-轮胎的机电耦合模型,并进行试验验证。分析了轮胎扭转特性和再生制动转矩对电驱动系统动力学的影响。结果表明:轮胎扭转特性为电驱动系统引入了1阶新的模态,改变了系统1阶模态振型;再生制动转矩较小时,传动机构发生齿轮持续拍击现象;随着再生制动转矩的增加,拍击现象逐渐消失,但电磁转矩反向时传动机构动载荷逐渐增大。研究为电驱动系统动态载荷研究和寿命预测提供理论支持。     

乘用车悬架系统多轴向加载耐久性试验台的研究

通过设计多轴向加载试验台架,利用分立式线性作动器,以模拟实现悬架系统所受的垂直力、侧向力、纵向力和制动力载荷为例,组合搭建8通道试验系统对悬架系统进行模拟迭代和耐久性试验。结果表明,所设计的多轴向加载试验台刚度满足试验要求;该试验台为多功能试验台,不仅能对悬架系统进行8通道耐久试验,还可以对悬架系统进行通道组合式的协调加载和单向加载试验;该试验系统的模拟迭代精度和试验结果满足相关要求,拓宽了分立式线性作动器的使用功能。