筋土界面摩擦特性影响因素分析

以整体式单向聚乙烯土工格栅与钢塑复合加筋带为加筋材料, 以含细粒土砂为填料, 设计了高速公路拓宽工程加筋边坡。通过室内拉拔试验对填料在不同含水量和不同压实度条件下与土工格栅之间的摩擦特性进行分析, 并对比了原样土工格栅、去除横肋的土工格栅和土工加筋带三者之间的界面摩擦特性。分析结果表明: 在填料含水量高于填料的最佳含水量时, 筋土界面强度随着含水量增加而降低, 且变化明显, 随着填料压实度的提高而不断增强, 加筋效果也明显增强; 土工格栅的横肋对筋土界面特性影响非常明显, 贡献率高达50%以上。     

基于最小修正量法的振系物理参数识别方法

在分析振型矩阵关于质量和刚度矩阵加权正交性的基础上, 利用振动频率和振型数据识别系统物理参数的最小修正量, 借助Lagrange乘子法, 求解约束条件下的质量与刚度矩阵误差加权范数为最小的优化问题, 提出了以实测模态参数为基准的振系物理参数识别的计算方法, 推导了完整和非完整2种试验模态参数情形下的物理参数识别计算表达式, 给出了迭代算法, 并对4自由度系统进行了模态试验及数值分析。分析结果表明: 刚度矩阵和质量矩阵与真值非常接近, 最大误差分别为0.086%和0.34%, 因此, 提出的方法具有很高的可靠性。     

梁滩河地表水与地下水水化学及硝酸盐污染

运用水化学分析技术测定了三峡库区受人类活动影响的梁滩河地表水和地下水水体的水化学和硝酸盐氮污染水平。结果表明:自流域中上游,地表水体均受到了污染,并且向下游呈现出污染加重的趋势;在流域上游和中上游,地下水体受地表水体的影响,呈现出严重的污染,上游地下水硝酸盐氮污染呈现出超标趋势。受河水下渗的影响,梁滩河流域地下水中的硝酸盐氮浓度自上游而下至中游呈现出急剧升高的趋势,上游和中游区域之间的地下水的硝酸盐浓度超过了10 mg/L的标准,而向流域下游和河口处呈现出浓度降低的趋势。     

考虑徐(温)变的连续梁拱桥车桥耦合振动分析

根据弹性系统动力学总势能不变值原理及形成矩阵的"对号入座"法则,考虑了连续梁钢管混凝土拱桥桥面因温度和徐变作用而产生的变形影响,将其以组合曲线的形式叠加到轨道不平顺中进行列车走行性分析,建立车桥系统振动方程。采用计算机模拟的方法,建立列车和桥梁动力分析的有限元模型,研究了桥面徐变变形及温度变形对车桥系统耦合振动的影响。结果表明:桥面的徐变及温度变形所致的线路不平顺对轮重减载率、车体竖向加速度和竖向Sperling指标的影响较为显著。因此,在评判桥上列车的运行安全和舒适性时,尤其对于高速铁路,应考虑混凝土徐变及温变产生的桥面变形引起的轨道不平顺影响。     

考虑旋转效应的弹性车轮降噪效果与影响参数研究

以某款弹性车轮及其原型普通车轮为研究对象,在考虑车轮旋转带来的移动荷载效应和陀螺效应的前提下,应用2.5维结构有限元法和2.5维声学边界元法预测车轮在给定轮轨粗糙度激励下的振动和声辐射;针对40、80和120 km·h^-1三个运行速度,分析了弹性车轮的降噪机理,研究了弹性车轮橡胶层的材料参数对弹性车轮降噪效果的影响。研究结果表明：车轮旋转使得原本非0节径模态频率处的声功率峰值分叉为2个峰值,其中一个峰值频率比原模态频率高,另一个峰值频率比原模态频率低,2个峰值频率差近似等于车轮的旋转频率乘以2倍的模态节径数;在所考虑的工况下,车轮旋转对车轮声辐射的影响最高达3.2 dB(A),因此,在预测车轮的声辐射时,必须考虑旋转对预测结果的影响;如果橡胶弹性模量太小,则轮箍容易振动,从而有可能辐射比普通车轮更高的噪声;从车轮声辐射的角度,橡胶弹性模量存在一个最佳值,在这个值下,弹性车轮的声功率最低,且低于原型车轮的声功率10 dB(A)以上;增加橡胶阻尼总是有利于车轮噪声的控制,但增加阻尼产生的降噪效果随橡胶弹性模量的增大而降低;对于同一弹性车轮,随着运行速度的提升,相对原型普通车轮的降噪效果不断降低,速度从40 km·h^-1增大到120 km·h^-1,降噪效果降低达4 dB(A)以上。     

智能超材料的创新特性与应用前景

海洋环境的复杂性以及兵器攻击中强非线性载荷的作用,使得采用常规材料制造的舰船结构难以满足安全性、隐身性、轻量化和舒适性等综合设计指标要求,而超材料凭借其性能的人工可设计性和性能超颖性,成为解决上述工程需求的有效途径之一。总结近10年来超材料在船舶工程中的理论及应用研究现状,围绕船舶抗爆抗冲击、轻量化、承载和减振降噪等几个方面,重点梳理力学超材料和声学超材料的设计方法与应用研究进展。指出船用超材料的大尺度、高效、低成本制造技术是未来船用超材料应用中亟待突破的方向与瓶颈,船用超材料的高承载性、宽频段带隙设计和低频段带隙设计已成为具有潜力的研究热点。     

船舶阻力图谱计算与模型试验结果比较分析

旨在研究船模阻力预报不确定度的主要影响因素及机理,并提出相应的抑制方法。

在循环水槽中对船长为1.725和3.450 m的KCS船模分别进行船模阻力试验与伴流测量试验,通过对比试验结果总结模型尺度对阻力的影响;开展3.450 m 的KCS船模在无限水域/循环水槽中的数值模拟,通过对比数值结果总结阻塞效应对阻力的影响,验证简化田村公式的修正效果;进行不同湍流强度循环水槽条件下3.450 m KCS船模绕流场的数值模拟,总结湍流强度对阻力的影响。

结果显示,对于小尺度船模,低流速下过低的总阻力值会放大由数据采集、来流不均匀性等因素引入的不确定度;对于大尺度船模,阻塞效应会导致船体下沉、船体表面压力梯度增加和兴波波幅增大,从而引起船模阻力增加;未修正时,循环水槽/无限水域下总阻力计算值R_t的平均偏差为4.56%,经简化田村公式修正后,平均偏差为2.25%;当来流湍流强度由1%增大至2%后,R_t平均增加了3.75%;流场中湍流强度沿流向衰减,且从入口到船首的衰减是线性的。

研究表明,要减小船模阻力预报的不确定度,在船模试验中,模型尺度不宜过小且应降低来流湍流强度并采用简化田村公式修正阻塞效应;在数值预报中,应根据湍流强度的衰减程度设置适当的入口湍流强度。

     

水位抬升对高铁路基动力响应与长期沉降的影响

基于Biot理论,建立了轨道-路基-多层饱和土地基耦合系统的2.5维有限元分析模型,提出了考虑实际列车循环荷载作用的路基累积沉降计算方法,分析了水位抬升、列车速度和列车轴重对路基动力响应与长期沉降的影响。研究结果表明：水位抬升对土体振动强度的放大作用并不是局限在水位变化的深度范围内,而是会导致整个路基和地基断面的振动增大,并且这种全断面式的振动放大效应随着列车速度的提高而增强;水位抬升至路基内部时,路基内部会出现显著的超静孔压,最大值达到27.52 kPa,导致有效应力大幅下降,路基内土单元的应力路径向破坏线靠近;当水位仅在地基内抬升时,路基在列车循环荷载作用下的累积变形较小,线路沉降主要来自于地基,当水位抬升至路基内部时,路基累积变形随加载次数的增加发展迅速,100万次加载后变形为19.54 mm,远超容许值,说明路基防水对于线路的长期累积沉降控制具有关键作用;路基和地基的累积变形受列车速度和列车轴重的影响,随着列车轴重的增加而显著增大,并且轴重的增加对路基累积变形的影响相较于地基更强烈,在设计时需要格外关注。     

城市云道的人致振动舒适度分析

综合对比了国内外规范对于人行桥通行舒适度的规定,并以某城市云道工程人行桥为研究背景,利用大型通用有限元分析软件Midas/Civil建立背景工程的有限元模型,计算了其在人群荷载激励下的加速度响应,最后参考德国人行桥设计规范中的舒适度评价方法对该人行桥进行舒适度评价,并提出了相关建议.     

移动车辆荷载作用下含裂纹梁的非线性动力特性分析

考虑车桥耦合效应,分析移动车辆荷载作用下含裂纹主梁的非线性动力特性.基于汉密尔顿原理和欧拉-柏努利梁的假说,建立含裂纹梁的非线性动力控制公式.应用龙格-库塔法对此非线性方程进行求解.通过数值计算,分析了裂纹的位置和深度的变化对车桥耦合系统中含裂纹主桥的非线形动力特性的影响.