纵向冲击下高速列车车体承载极限数值模拟

进行了高速列车车体6005A-T6、6082A-T6铝合金的静态拉伸和动态压缩试验,识别了0.001~2 500 s-1应变率范围内2种铝合金的材料应变率效应,建立了对应的Johnson-Cook本构模型;构建了高速列车典型车辆的显式动力分析模型,完成了刚性墙冲击车体过程仿真,研究了车钩稳态载荷、冲击速度、加载方式对车体承载极限的影响;分析了高速列车一号车和二号车车体在冲击载荷下的变形演化,通过应力变化临界点确定了车体的承载极限,并对列车在更高能量配置模式下的车体承载性能进行了验证。研究结果表明:在0.001~2 500 s-1应变率范围内,6005A-T6和6082A-T6铝合金应变率敏感系数分别为2.9×10-3和8.5×10-3,应变率效应不明显;纵向动态冲击载荷下,应变率强化对铝合金车体结构承载力影响不明显,惯性效应是其承载能力高于静态极限的主要原因;纵向冲击载荷从车钩位置传递时,一号车和二号车车体的动态承载力水平显著高于车体许用静态压缩载荷;冲击载荷下的车体结构承载力可为高速列车碰撞各界面能量分布问题中吸能元件平台力取值提供上界;可适当考虑提高车体许用压缩载荷以扩大列车端部吸能部件力学参数设计域,以满足更苛刻需求下的列车被动安全性能。      

苏锡常南部高速公路太湖隧道开挖土利用研究

苏锡常南部高速公路设计过程中,为充分利用太湖隧道开挖土,对素土进行改性处理,使其满足规范设计要求,以用作新建高速公路路基材料。对开挖土进行分类,通过室内试验研究了素土在不同石灰、水泥掺量情况下的改性效果,利用击实试验分析了改性前后土体的击实特性,并在承载比(CBR)试验基础上评价了处理效果。结果显示,太湖隧道开挖的A、B、D 类素土经过掺石灰或水泥改性后均能满足路用性能。本文在传统的掺加石灰或水泥改性土试验的基础上,考虑了石灰与水泥共同作用的改性方法,为苏锡常南部高速公路提供了完整的对比方案,为工程实施提供了理论参考和科学依据。     

大型全回转起重机滚子夹套式回转支承装置的承载滚轮轮压分布研究

讨论大型全回转起重机滚子夹套式回转支承装置的承载正滚轮和工作性反滚轮的理论轮压计算方法,并通过实例计算与ANSYS有限元计算结果进行比较,找出两种计算方法的差异,分析其中的原因。     

干坞开挖状态下基底承载特性研究

天津滨海新区中央大道海河沉管隧道的沉管管段需要在干坞内预制完成,干坞内土体在卸荷状态下的承载与变形特性将发生变化,影响干坞基底承载力。根据干坞开挖的卸荷应力路径,通过室内试验,对卸荷状态下干坞基底土承载与变形特性进行试验研究。得出了不同深度土层卸荷后强度的变化情况,同时对卸荷影响深度进行了试验研究。由于开挖对不同土层不同深度土体强度影响不同,很难用传统的极限承载力公式计算基底承载力,根据试验得出的卸荷后土体强度指标,对干坞基底承载和变形特性进行了有限元计算,根据计算结果确定干坞基底在沉管管段荷载作用下的稳定性和安全系数,为以后的干坞设计提供依据。     

潜水器载体框架极限承载试验装置设计与验证

为解决大型潜水器框架极限承载试验实施困难的问题,本文设计一种用于潜水器载体框架极限承载试验的通用试验装置。首先基于通用性的设计理念完成了试验装置的结构和功能设计,利用有限元程序对结构在极限载荷作用下的强度和刚度进行分析和结构优化,最后通过某载体框架承载试验考核验证。结果表明：该试验装置通过了功能性和结构安全性考核,提高了加载精度和工作效率,解决了大型潜水器框架起吊承载试验实施困难的问题,填补了国内该类通用性试验装置的空白。     

桩板路基结构扩体预制桩的承载特性试验研究

为了深入揭示桩板路基结构中引扩孔灌浆扩体预制桩的承载特性与荷载传递机制,研究预制桩扩体截面尺寸、桩顶承压方式以及截面组合形式对扩体桩中预制桩-扩体-周围土协同作用的影响规律,在2个试验区开展了9根试桩的静载荷试验。试验区A是内部管桩承载的5根扩径0～1 200 mm扩体预制桩,试验区B是内部管桩承载和全截面承载的2根小直径管桩扩体桩以及2根大直径管桩扩体桩。试验结果表明：外围水泥砂浆的设置可将内部管桩荷载有效传递至周围土体,提升整体承载性能,当水泥砂浆厚度由10 cm增加到25 cm时,同级荷载作用下桩顶沉降降低约44.3%～59.5%,但随水泥砂浆厚度的进一步增加,该变化趋势不明显,试验工况下外围水泥砂浆厚度的合理取值范围为15～25 cm;内部管桩承载工况下扩体桩中管桩-砂浆界面阻力呈两端大、中间小的分布模式,受内部管桩和周围土侧阻力综合作用,水泥砂浆厚度小于15 cm时可能在桩顶附近出现拉应力;全截面承载工况下管桩-砂浆界面阻力受桩顶等位移作用影响发挥相对较小,但随着深度增加呈逐渐增大的变化趋势,在整体承载性能上与内部管桩承载工况大体相当;内部预制桩直径的增加可显著提高扩体桩的承...     

非连续模型下桩基对既有盾构隧道变形的影响

基于非线性接触理论,在管片间简化设置挤压与摩擦关系模拟管片接头结构,以贵州省某市实际工程为背景,建立非连续接触盾构隧道模型,分析桩基施工与承载阶段对既有盾构隧道变形的影响。研究结果表明：本工程中,桩基承载阶段对土体竖向的主要影响范围约为桩径的15倍、桩长的1.7倍,对土体侧向的主要影响范围约为桩径的5.5倍、桩长的0.6倍。综合变形较大值主要集中在拱顶、拱腰以及拱底处,盾构隧道在非连续模型下受力变形时,管片间出现明显错台,这表明本模型能较好地模拟出既有盾构隧道在桩基施工承载时的受力变形。桩基施工阶段,竖向变形最大值出现在拱顶部位,约为0.21mm。桩基承载阶段,竖向变形最大值仍出现在拱顶部位,约为0.73mm,盾构隧道在竖向变形上主要受桩基承载阶段影响。桩基施工与承载阶段,横向变形最大值均出现在线内拱腰处,分别约为0.21mm与0.23mm,横向变形值增量不大,盾构隧道在横向变形上主要受桩基施工阶段影响。     

力对开孔型频率选择表面电磁性能的影响

频率选择表面(FSS)被广泛用于各个领域。很多情况下,频率选择表面会受到外力的作用,例如:嵌在集成桅杆外壳或者雷达吸波-承载复合材料结构中的频率选择表面。文章研究了在力的作用下,频率选择表面的电磁性能是否会改变、如何改变。首先,分析了力影响频率选择表面电磁性能的机理;然后,使用力学有限元法和电磁学有限元法分析了不同大小、不同方向的力作用下,频率选择表面电磁性能改变的模式和大小。计算获得的电磁性能-力关系曲线显示:电磁性能的改变主要表现为电磁波响应频率的偏移和透射带宽的改变;在不同方向的力作用下,电磁性能的改变程度不一样。为了降低力对频率选择表面电磁性能的影响,在布置频率选择表面时,应使受力的方向避开频率选择表面的最敏感方向,同时带圆角的开孔型频率选择表面值得研究。     

12 m燃料电池客车全承载车身的有限元分析

以新开发的12 m燃料电池客车为例,采用Patran+Nastran软件对其全承载车身进行有限元分析,主要分析垂直载荷、弯扭、转弯、制动等典型工况的应力,并对结构设计中的不足提出具体的改进措施,为以后燃料电池客车的结构设计提供参考。     

汽车轴载质量测定仪方案设计

通过对汽车轴载质量测定时的受力分析,探讨了承载板高度对轴载质量测量精度的影响。提出了承载板的结构设计及传感器的布置方案,对汽车轴载质量测定仪的测量误差进行了分析。