水下爆炸冲击对船舶艉轴架轴承响应特性的影响分析

应用Ansys/LS-dyna有限元软件,建立了水下爆炸冲击作用下的船舶艉轴架轴承仿真模型,研究水下爆炸冲击对船舶艉轴架轴承响应特性的影响,计算得到在不同的炸药当量和爆点位置下船舶艉轴架轴承的位移、应力和速度等响应特性。结果表明:随着炸药当量的增加,艉轴架轴承的位移、应力和速度等响应峰值也会线性增加;当爆心在横向远离艉轴架轴承时,轴承的位移响应峰值先增大后减小;当爆心在纵向时远离轴承时,轴承的位移、应力和速度等响应峰值则基本呈现线性下降趋势。     

Analysis of train derailment after hitting the pier of tongling yangtze river bridge combined road with railwayEI北大核心

Research purposes: Precise prediction for mechanical behavior of the bridge under ship collision force is important to assess the analysis of train derailment after hitting the pier. This paper focuses on the Tongling Yangtze River Bridge Combined Road with Railway for ship collision simulation, uses the nonlinear finite element software of ANSYS/LS-DYNA to simulate the ship's bow section of 10000 t and 5000 t class hitting bridge tower column at front and axle to 20° of side in highest navigable water level, conventional navigable water level and the minimum navigable water level. Curves of collision force-period at different working conditions are summarized. On this basis, when the impact load affects as input loads, the displacement and acceleration response can be used by finite element analysis under the collision and study the dynamic response of the bridge caused by a train derailment risk. Research conclusions: (1) The impact force of the bridge is largest when a laden ship is hitting the pier at the highest navigable water level. In the most unfavorable condition, the collision have lardge impact on bridge structure and derailment risk of trains. (2) The transverse acceleration of the girder on the top of 2# pier can reach to 0.922 m/s2, but it does not exceed acceleration excitation limit (1 m/s2) when 3# piers are hitted by the 10000 t ship at the peak load of collision, so the probability of train derailment is minimal. (3) Based on the probability formula of the derailment by simplifying risk criteria, the derailment probability of train is 9×10-5~1.5×10-4 during the ship-bridge collision. (4) The research results can provide the reference for train traffic safety on railway bridge caused by ship collisions.     

基于健康监测数据的大跨度钢箱梁桥风雨响应分析

针对风雨、车载作用下极易发生的大跨桥梁及斜拉索振动,以武汉军山长江大桥健康监测系统实测结构响应数据为依托,分析某8级大风并下雨时的实测数据。结果表明：主塔偏位和结构振动的横桥向、纵桥向风雨响应最大值较日常值增大了2倍,但尚在结构运营安全范围内;半数斜拉索测点发生大幅风雨振和参数振动,且位移超出阈值,部分减振器已失效,需维修更换。     

基于模态振型叠加的结构振动形状优化研究

采用结构模态振型来定义结构的形状优化参数模型,以一组结构模态振型的叠加来重构结构表面形状,以结构振动响应为目标函数,采用遗传算法优化配置各阶模态振型的参与因子来优化结构形状,以达到降低结构振动响应水平的目的.以几何平板、半圆柱曲面为研究对象,计算结果表明该方法可以有效降低结构振动响应水平.     

凝冰条件下沥青路面与轮胎接触摩擦动力响应分析

综合考虑轮胎材料超弹性和路面材料的粘弹性、轮胎与路面间的瞬态接触摩擦作用,利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立凝冰条件下轮胎与沥青路面接触的有限元模型,分析沥青路面动力响应规律。结果表明：凝冰条件下沥青路面路表弯沉在轮胎作用的区域明显增大,在没有直接作用的区域弯沉逐渐减小,且路表弯沉随着摩擦系数的增大而逐渐增大;路表水平剪应力以轮胎作用区域为中心呈反对称分布,且最大水平剪应力在轮胎经过前随着摩擦系数的增大而减小,而在轮胎经过后随摩擦系数的增大而增大。路表竖向应力在轮胎作用的瞬间出现应力集中现象,在非作用区域则很小,竖向应力随着摩擦系数的增大而减小;同时阻尼对凝冰沥青路面力学响应也有着重要的影响。     

基于瞬态边界元法的铁路车轮声辐射研究

轨道车轮的振动声辐射瞬态特性分析能够直观反映车轮结构的时域振动响应和时域声辐射特性.利用有限元/瞬态边界元法的计算机仿真技术,对S形辐板车轮在时域下进行振动及声辐射特性分析.研究结果表明:踏面和辐板的轴向位移响应级基本一致,且轮辋和辐板之间轴向振动存在耦合关系;踏面、轮辋和辐板轴向位移响应级的变化趋势一致,具有类似于"拍"的周期特性;在车轮轴线上距离车轮30m处的声压集中在60~80dB,且随时间的增加整体缓慢上升,再趋于平稳;声压主要分布在3 500Hz以下的频段.研究结果为瞬态声辐射仿真技术在车轮振动声辐射特性研究中的应用提供参考.     

大跨长联连续梁桥地震反应分析

某桥梁横跨黄河,是大跨度预应力混凝土连续梁桥最被广泛应用的桥型之一。对其进行抗震分析,阐述其抗震设计要点,根据桥梁的设计情况和有限元结果评价该桥的抗震性能,确保其具有良好的安全性,对超长连续梁桥的抗震分析有一定的参考价值。研究结果表明,将合理的抗震设计思想和有效的抗震措施结合起来,能取得理想的效果。     

预应力混凝土连续梁桥桥面爆炸损伤试验研究

为了研究桥面爆炸荷载作用下预应力混凝土连续T梁桥的抗爆性能,进行了2×8 m两跨预应力混凝土连续T梁桥模型的野外爆炸试验,并结合数值模拟的方法,研究了不同爆心位置和桥面爆炸荷载作用下预应力混凝土连续T梁桥的动力响应、破坏模式及损伤程度。研究结果表明：跨中桥面上方发生爆炸时,预应力混凝土连续T梁桥桥面破坏形态均表现为桥面板混凝土破碎开洞、T梁腹板和梁底混凝土崩落,属局部冲切破坏;中墩墩顶上方发生爆炸时,预应力混凝土连续T梁桥桥面未发生严重毁伤,邻近中支点的横隔板出现由顶部爆心轴线处向横隔板底放射形扩散的裂缝。相同药量和爆心高度下,桥面中梁跨中爆炸时中梁底加速度峰值最大,桥面边梁跨中爆炸时中梁底加速度峰值最小;提升混凝土强度、箍筋加密布置、施加预应力和增大宽跨比等能一定程度地提高主梁的抗爆性能;研究成果可供梁桥的抗爆防护设计参考。     

氢燃料直喷压燃发动机的有效热效率潜力研究

通过零维和一维仿真耦合,来探究氢燃料直喷压燃发动机的最大热效率潜力。基于CHEMKIN软件建立氢均质混合气的压燃燃烧详细化学反应动力学模型,利用已有试验结果对模型的预测精度进行了验证。基于GT-Power软件建立发动机的一维流动和性能预测模型,通过GT-power和CHEMKIN耦合,实现对氢燃料直喷压燃发动机的燃烧预测和性能计算。利用GT-power进行试验设计和参数化计算,优化发动机的结构参数和效率。优化后的有效热效率达到51.38%,表明氢燃料直喷压燃发动机具有较大的热效率潜力。     

基于温度场和共同规范的船体结构强度分析

总结船体结构热应力的计算方法,基于热平衡理论研究某灵便型油船装货温度80 ℃时的温度场。计算基于内底板设计的许用货物密度。计算强框的屈服和屈曲强度。计算结果显示,叠加协调共同结构规范（Harmonized Common Structural Rules,HCSR）载荷后,温度场引起的热应力会造成舭部结构变形,总应力较大的增加可引起结构屈服和屈曲失效。因此,即使温度小于80 ℃,也应当在设计时适当考虑温度场影响。研究方法简单快捷,具有重要的工程技术意义。