半刚性连接钢框架结构的非线性分析探讨

本文首先简要叙述了半刚性连接节点的特性;其次介绍了推导局部坐标下的单元刚度矩阵的过程及如何对半刚性连接单元的固端力进行修正,并对刚度矩阵进行了高精度改造;最后讨论了弹塑性阶段半刚性节点的简化方法。     

采用刚度矩阵法的弹性层状体系数值解法

从弹性力学基础理论出发,采用刚度矩阵法,推导了应用于直角坐标系下的三维多层弹性层状体系静力学数值解法。引入二维傅里叶变换及高斯积分求解法,基于 MATLAB 数学软件平台编制计算程序,实现三维多层弹性层状体系理论计算方法的数值求解。针对典型有砟轨道轨下基础结构,采用提出的计算方法和编制的相应计算程序对其进行静力学分析,并将所获得的计算结果与采用通用有限元程序ABAQUS的计算结果进行对比。分析结果表明：采用提出的计算方法和通用有限元计算方法获得有砟轨道轨下基础最大竖向位移分别为1．50、1．95 mm,最大竖向应力分别为0．34、0．21 MPa,计算结果较为接近,计算反映出来的各状态分量变换规律基本一致,提出的计算方法及其相应计算程序可应用于多层弹性层状体系的静力学计算。     

矮塔斜拉桥上部结构构件刚度敏感性研究

以某在建矮塔斜拉桥斜拉索索力、主梁和桥塔内力、结构位移和结构基频等为评价指标,对矮塔斜拉桥索塔、主梁及斜拉索三者的刚度敏感性进行对比分析,并计算了3个主要构件的敏感性因子,提出三者刚度设计的次序安排,为同类矮塔斜拉桥的设计过程提供理论参考和设计参数.     

横向刚度对斜腿刚构桥线性稳定性的影响

采用线性稳定性理论计算斜腿刚构桥的稳定性特征,讨论了支座处横向约束刚度和斜腿横向倾斜角度对结构稳定性的影响。分析结果显示,桥梁整体稳定性对横向刚度的变化较敏感,将桥台支座横向刚度简化为无穷大是不安全的,增加横向刚度总体上有利于保证斜腿刚构桥的稳定性。     

一种新型单相三开关光伏并网逆变器研究

光伏逆变器由于受外界因素以及逆变器的一些内在因素的影响,导致逆变器对输入电压的要求很严格。传统的逆变器加变压器的方法和多级级联的方法不能够妥善解决输入电压适应性的问题。为满足对大范围直流电压输入变化的适应性要求,同时实现光伏并网逆变器逆变与升压两个功能,提出了一种新型的单相三开关光伏并网逆变器拓扑。采用高频开关器件和反激变换器,替换了传统笨重的工频升压变压器,使得逆变器的体积、重量及成本降低,易于集成,且提高了变换效率。实时波形反馈技术的闭环SPWM（sinusoidal pulse width modulation）控制方法,可提供快速响应。通过一个小的交流滤波器可获得低谐波失真的正弦输出。对理论分析结果进行仿真验证,结果表明该新型单相三开关光伏并网逆变器具有拓扑简单,适应大范围直流输入电压变化,可靠性高等优点。     

Parametric analysis of wheel wear in high-speed vehicles

In order to reduce the wheel profile wear of highspeed trains and extend the service life of wheels, a dynamic model for a high-speed vehicle was set up, in which the wheelset was regarded as flexible body, and the actual measured track irregularities and line conditions were considered. The wear depth of the wheel profile was calculated by the well-known Archard wear law. Through this model, the influence of the wheel profile, primary suspension stiffness, track gage, and rail cant on the wear of wheel profile were studied through multiple iterafive calculations. Numerical simulation results show that the type XP55 wheel profile has the smallest cumulative wear depth, and the type LM wheel profile has the largest wear depth. To reduce the wear of the wheel profile, the equivalent conicity of the wheel should not be too large or too small. On the other hand, a small primary vertical stiffness, a track gage around 1,435-1,438 mm, and a rail cant around 1：35-1：40 are beneficial for dynamic performance improvement and wheel wear alleviation.     

非线性铰接双浮体波能转换器的能量捕获特性研究

本文针对传统铰接浮体线性波能转换器捕获效率低、频带窄的固有瓶颈,提出一种可用于铰接浮体波能转换器的简易负刚度机构,可作为一种被动方法提高系统的波能捕获效率。首先,提出一款简单紧凑的负刚度装置,该装置通过在铰接浮体间布置简单的拉伸弹性元件实现;其次,基于线性波浪理论和Cummins方程,建立两模块非线性波能转换器的时域动力学模型,同时为提高计算速度,采用状态空间模型替代表征波浪辐射力的卷积积分项;最后,分析规则波作用下两模块非线性波能转换器的波能转换特性。数值结果表明,通过引入非线性负刚度机构,可有效降低系统的等效固有频率;当负刚度机构调整到适当参数时,系统的弹性力在纵摇运动的相平面上能形成一个椭圆势井,其长轴接近铰接双浮体纵摇运动的模态方向,由此可使两模块的纵摇运动趋于反向,起到被动相位控制的作用。基于上述机理,合适的非线性负刚度结构可有效提高能量的捕获效率和拓宽能量吸收的频带。     

艉轴大跨距轴系校中计算

中、小型船舶吃水较浅,其螺旋桨转速快、直径小、重量轻,一旦艉管前后轴承跨距较大,艉管后轴承支点位置就将超出标准给定的范围。本文基于有限元法,将轴系简化为Timoshenko梁单元建立有限元模型,考虑船舶轴系实际安装间隙和基于赫兹接触理论计算的载荷-刚度曲线,使用不同支撑位置和多种支撑模型对艉轴大跨距轴系进行校中计算对比。研究发现,对于艉轴大跨距的轴系,CB/Z 338-2005中对艉管后轴承支点位置的取值已不适合。如果轴承支点选取准确,则单点刚性支承、单点弹性支承、多点非线性弹性支承的轴承负荷计算结果相近。     

高速铁路斜拉桥钢-混组合箱梁受力及变形性能试验研究

为研究设计速度350 km/h高速铁路斜拉桥钢-混组合箱梁的受力特性与桥面变形性能,采用Ansys软件建立赣江特大桥3个梁段的有限元模型,分析其应力分布特性;以应力等效的原则优化设计出相似比为1:3的全截面静载试验模型并开展受力传力及桥面变形特性研究.结果表明:钢-混组合箱梁在轴力及弯矩最不利荷载组合工况下,混凝土桥面...     

装配式钢框架建筑屈曲约束支撑抗震性能研究

为解决多层装配式钢框架消能结构连接方式对其抗震性能的影响,以新建石景山区北辛安社区养老及助残服务中心为研究对象,运用室内物理模拟的手段,建立了预埋件连接和焊接连接2种不同的小比例尺试件,对比两者的滞回曲线、骨架曲线、刚度曲线、延性和耗能参数等抗震性能指标。结果表明：两种连接方式的滞回曲线都呈饱满的梭形,耗能性能良好;相比于焊接连接,预埋件连接的屈曲约束支撑屈服位移明显增加、屈服荷载则降低,极限位移和极限荷载的变化规律则恰好相反;两种连接方式的初始刚度接近,割线刚度随位移的增加均呈现指数降低;相同位移下,预埋件连接的试件具有更大的割线刚度,但延性系数更小;预埋件连接试件的能量耗散系数、等效黏滞阻尼系数均约为焊接连接试件的0.81倍,表明屈曲约束支撑采用焊接连接方式具有更为优越的抗震性能。