面向腐蚀环境的自升式海洋平台桩腿时变可靠性研究

以某公司300ft自升式海洋平台桩腿为研究对象,根据平台桩腿的工作环境的波高和波浪周期对其疲劳环境工况进行划分,采用Airy波理论和PM双参数谱计算平台桩腿不同工况下所受的波浪力谱,通过ANSYS有限元软件对平台进行三维建模,分析其在波浪力下的应力响应。建立桩腿在环境载荷下的可靠性模型,同时针对当前研究中的不足,考虑到腐蚀对于桩腿可靠性的影响,提出并建立在环境载荷与腐蚀耦合作用下的桩腿时变可靠性模型,根据应力响应分析结果,分析桩腿腐蚀最严重区域构件的时变可靠性变化规律,对比两种模型下的桩腿结构可靠性,确定腐蚀因素对桩腿时变可靠性的影响。根据可靠性分析结果,结合自升式海洋平台桩腿的工作环境和服役周期,为平台桩腿的维护与保养提供一定参考。     

某船液压联轴节拉伤故障有限元分析

某船液压联轴节在改进其活塞螺母结构后连续发生拉伤故障。本文应用有限元技术,对螺母改进前后不同结构形式的液压联轴节进行安装和拆卸过程的仿真分析。通过对不同结构下,由于接触边界效应引起的应力集中区域的应力、应变变化情况的对比分析,找到了拉伤故障的原因并得到了试验验证。     

山区防洪透水路基结构在强降雨作用下的稳定性分析

山区公路陡坡填方路基因其整体稳定性和透水性较差而成为特大降雨造成公路水毁的重灾对象之一。在北京“7.21”公路水毁的恢复工程中,以加筋桩板石笼挡墙形成的山区新型防洪透水路基结构被提出和应用。利用ABAQUS软件对该路基结构进行模拟,以流固耦合算法对其在不同强度降雨条件下的变形和孔压进行了分析,并利用强度折减法对其稳定性做出分析和评价。结果表明,板桩加筋石笼组合挡墙在强降雨前后都有较好的稳定性,是山区公路防洪透水路基的首选支挡结构之一。     

高速磁浮车辆车桥耦合机制的探讨

为了研究在高架轨道梁上的磁浮动力作用，利用磁浮车动力学与控制的模块化组装模型技术，分析了道梁挠度对磁浮关系稳定性的影响，并对车桥耦合机制问题进行了预研究。磁浮关系是电磁悬浮力与悬浮气隙及其一次、二次导数问的约束关系。如果悬浮系统具有低频高回路增益，道梁挠度摄动不会影响磁浮关系的稳定性。否则，若低频回路增益并不足够大，气隙波动对悬浮系统形成明显的非线性影响，其固有频率也有明显的摄动。由于悬浮模块与悬浮框架的搭接结构，悬浮框架具有产生高频自振的力学条件。在磁浮车辆的3级悬挂中，即电磁悬挂、一系悬挂（橡胶悬挂）和二系悬挂（摇枕空簧），前两者固有频率接近时，悬浮框架产生高频自振，并以机械一电磁能量转换形式，使磁浮动力作用产生高频扰动，进而引起轨道共振。     

基于耦合度模型的铁路发展需求性分析

目前我国存在地区经济与铁路发展水平不协调,以及不同地区整体发展水平不均衡的情况,在制定铁路发展方针时,应根据各地区铁路发展的需求程度,对有限的新建铁路投资进行合理分配。基于容量耦合理论提出了耦合度模型,得以计算铁路系统与地区经济系统的综合发展水平和耦合协调度,据此确定地区的铁路发展需求度,从而建立一种定量评估各地区对铁路新建里程相对需求量的方法。对"十二五"期间铁路发展规划的分析表明,大部分省份铁路规划新建里程与基于耦合度模型计算的铁路相对需求量基本一致;对一部分欠发达地区,铁路规划新建里程与基于耦合度模型计算的铁路相对需求量差距较大。     

横风对货车通过高墩桥梁行车安全性的影响分析

在对国内外研究成果进行简要介绍和分析的基础上,本文按一系悬挂和变摩擦阻尼建立货车的动力计算模型;轮轨作用力采用Kalker的线性接触理论并按Vermeulen-Jnhnson的非线性理论对其进行修正的方法;作为车桥系统外部激励的抖振力的时域随机风荷载按Shinozuka理论进行模拟。以某高墩连续梁刚构桥为对象,对考虑横风作用时货车的行车安全性进行了对比分析。计算结果表明：在横风作用时,背风侧的脱轨系数和轮轨作用力增加,轮重减载率减小,迎风侧的脱轨系数和轮轨作用力有所减小,轮重减载率增加;与无风时相比,横风的作用将导致车辆的行车安全性较为不利,这一结论与文献[2]的试验结果基本一致。     

轨下支承失效对车辆系统动态响应及乘坐舒适度的影响

建立了基于Timoshenko梁模型的非对称车辆/轨道耦合动力学模型,分析轨下支承失效对车辆乘坐舒适度的影响。钢轨被视为弹性离散点支承上的无限长Timoshenko梁,通过假设轨道系统垂向支承刚度沿纵向分布发生突变来模拟轨下支承失效状态。推导了考虑钢轨横向、垂向和扭转运动的轮轨滚动接触蠕滑率计算公式。利用Hertz法向接触理论和沈氏蠕滑理论分别计算轮轨法向力及轮轨滚动接触蠕滑力。采用移动轨下支承模型分析离散的轨枕支承对系统动力响应的影响。利用新型显式积分法求解车辆/轨道耦合动力学系统运动方程。乘坐舒适度评价采用Sperling指标,通过数值分析,得到直线轨道连续从0到6个轨下支承失效对车辆动态响应及乘坐舒适度的影响。结果表明,轨下支承失效对车辆系统位移、加速度有显著的影响,随着轨下支承失效个数的增加,轮轨力和车辆系统的位移、加速度将会急剧增大,乘坐质量和乘坐舒适度指标呈线性增大,但数值很小。     

基于直接积分法的弓网耦合系统动态性能仿真分析

针对提速铁路采用的弹性链型悬挂接触网及受电弓结构,建立包含承力索、辅助线、接触线和吊弦4个部件的接触网模型、以及简化为弹簧阻尼机构的受电弓模型。通过接触单元将接触网和受电弓直接耦合起来得到弓网系统的整体模型,进而构建弓网耦合系统的动力学平衡方程。采用直接积分法对建立的平衡方程进行求解,得到反映弓网系统动态性能的抬升位移、接触压力以及应力等数据。与先前研究的参考数据比对结果表明,采用接触单元和直接积分法分析弓网耦合系统的动态性能,切实可行。     

牵引供电系统电磁影响的仿真计算及防护措施

牵引供电系统主要通过阻性耦合、感性耦合和容性耦合等3种耦合机制对邻近铁路的通信线路、油气管道、油库产生影响.本文探讨了3种耦合产生的机理,并给出了3种耦合的计算方法.对如何减小牵引供电系统对通信线路、油气管道、油库产生的干扰,提出了具体可行的防护措施.     

Effects of rail thermal stress on the dynamic response of vehicle and track

A new method is proposed to obtain the dynamic responses of the vehicle–track coupling system under the conditions of rail thermal stress changes in high-speed railways. Exact models are established with different rail longitudinal forces, in which multibody dynamic models are used for vehicles and the direct stiffness method for structures. In order to provide a general, simple and flexible formulation to express longitudinal stress distribution, the accurate model of long slab track consists of many small units with parameters which can be initialised separately. The exact analytical equation of track frequency and modal function was obtained by the transition matrix method, which can be used in calculating the dynamic response of wheel–rail coupling model. The proposed model is verified through comparisons with other classical solutions. Under the influence of train velocities and track irregularities, the specific vibration performances that frequency shifted and amplitude peak enhanced with thermal force are demonstrated through examples. The results show that the response analyses of vehicle and track have great application potentiality for fast estimation of the rail longitudinal stress.