SWATH船纵向运动的分数阶PIλDμ控制

针对小水线面双体船(SWATH)的纵向运动稳定性问题,对某SWATH船设计了一种分数阶PI^λD^μ控制器。首先,在控制器设计过程中,引入ITAE准则获得分数阶PID控制器的优化参数,并以类似方式得到优化参数的最优PID控制器。然后,以SWATH船为研究对象,分别采用分数阶PI^λD^μ控制器和最优PID控制器对其等效Nomoto模型和考虑风浪干扰后的模型进行仿真研究。最后,对它们的控制性能及控制能量消耗进行比对分析。通过分析发现,本文所提出的分数阶PI^λD^μ控制器的控制效果明显优于最优PID控制器,且分数阶PI^λD^μ控制器更为节能。     

纵向轨枕减振垫安装误差 对结构振动影响的数值分析

介绍纵向轨枕轨道系统,利用减振垫这一间 隔支撑结构,使轨枕浮置于混凝土整体道床之上,实现 轻量级质量 － 弹簧系统的构想。减振垫是纵向轨枕主 要的减振部件之一,在轨枕生产安装过程中,由于工装 手段及方法等原因减振垫所出现的倾斜等现象。采用 有限元方法建立纵向轨枕轨道结构分析模型,运用动 力学方法对比分析减振垫倾斜度对结构振动的影响, 为纵向轨枕的生产指导、性能测试等提供参考,也为减 振垫长期使用老化后的影响分析提供参考。     

一种转臂定位节点的结构改进

针对一种钢簧侧置式转臂定位节点结构复杂、使用寿命短的问题进行分析,提出了一种结构更简单、使用寿命更长的结构.样机试制、型式试验和运用结果表明,该种新结构确实能更好地满足使用要求.     

基于显式积分技术求解大变形橡胶减振元件非线性准静态刚度的方法

将实验测试时间作为计算的加载时间,能够得到与试验等效的橡胶件准静态刚度曲线;金属部件的模拟采用不影响计算时间步长的刚体单元代替可变形的有限单元,可将计算时间缩短20倍;质量缩放因子取2.3×109,泊松比取0.495,对橡胶件的体积可压缩性进行软化,以达到缩短计算时间和保证计算精度的目的;设置橡胶材料的黏性,能够抑制求解过程中出现的数值振荡现象.仿真计算分析与实验结果表明:与隐式积分技术相比,采用显式积分技术能够使大变形工况下橡胶减振元件非线性准静态刚度仿真计算的收敛性提高30％,而动能与内能之比仅为1.5％;在橡胶件垂向压缩量为0～30mm时,采用显式积分技术得到的仿真计算结果与实验结果基本吻合,误差仅为5.5％.研究结果表明,显式积分技术适合用于橡胶件开发过程中对其大变形工况下准静态刚度的仿真计算.     

弹性长枕无砟轨道动刚度垂向耦合动力及能量分析

本文探索弹性长枕无砟轨道动刚度的变化规律、轨道动力刚度改变对车辆-轨道耦合系统中各构件动力响应及其与车辆、轨道子系统中能量(动能、势能)变化的关系。利用车辆-轨道耦合及哈密顿原理,列出耦合系统总动能、势能和阻尼做功方程并作一阶变分,按对号入座法得出耦合系统总质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵,再用Wilson-θ法求解微分方程。通过计算结果分析得出:轨道垂向动刚度与车速的变化规律;扣件刚度、枕下支撑刚度、道床板下(路基)支撑刚度各自对轨道动刚度的影响程度及其与耦合系统中各构件垂向位移、加速度之间的关系;车辆、轨道子系统势能(动能)与轨道动刚度之间的关系,势能(动能)也可作为评价轨道振动的依据。     

采用下摇枕转向架的车辆横向稳定性研究

对采用下摇枕结构转向架的车辆进行了线性和非线性稳定性分析后得出如下结论:车辆失稳模态为构架与轮对同频同相振动的转向架蛇行模态,随着车轮踏面磨耗,车辆横向稳定性降低;当一系水平刚度减小时,轮对蛇行模态的自然阻尼减小;当牵引杆纵向刚度降低时,构架横向振动模态自然阻尼减小,横向稳定性降低。轮对水平定位刚度和旁承摩擦因数以及牵引杆纵向刚度对下摇枕结构车辆横向稳定性具有显著影响,三者中任一参数的变化都会影响到整车横向稳定性。     

高速铁路多联大跨连续梁桥上无缝线路纵向附加力规律研究

高速铁路多联大跨连续梁日益增多,而该情况下桥上无缝线路设计经验较少,探讨桥上无缝线路纵向附加力变化规律,对桥梁墩台及桥上无缝线路设计具有重要意义。建立了钢轨-扣件阻力-梁体-墩台一体化空间非线形有限元梁轨相互作用模型,并利用Ansys分析软件进行求解,计算分析了不同扣件阻力及不同桥跨布置工况下桥上无缝线路纵向附加力,并总结出纵向附加力变化规律,对多联大跨连续梁桥上无缝线路及桥墩设计有直接指导作用。     

货车径向转向架副构架结构刚度研究

基于结构有限元仿真和样机试验,重点对我国铁路货车径向转向架U型副构架的结构刚度进行研究。计算和试验结果均表明,副构架左右鞍的相对弯扭刚度很小,其制造误差引起的轴承附加载荷可忽略不计。另外,计算结果还表明:径向载荷工况下,副构架横向弹性变形刚度约为30MN/m,能够满足轮对径向装置的设计要求;制动载荷工况下,副构架纵向弹性变形刚度约为14 MN/m,为控制该变形导致的轴距扩大,必要时应在侧架导框和副构架鞍部设置纵向档。     

套管咬合桩支护技术在地铁工程中的设计与应用

结合对全套管钻孔咬合桩关键技术的研究及其在南京地铁工程中的应用,分析该工法的综合优势和适用条件,首次提出无筋桩的刚度贡献按10%～20%考虑的建议,满足施工工艺要求的超缓凝混凝土配制方法;成功应用具有自主知识产权的国产液压套管桩机完成了一批深大基坑的施工,对地铁车站和类似的深基坑工程有指导意义     

考虑支座摩阻效应柔性墩纵向水平力优化设计

为研究支座摩阻效应对柔性墩台纵向水平力的影响,基于墩顶抗推刚度集成法,提出了考虑支座摩阻效应墩顶纵向水平分配力的二次分配理论框架。基于某一简支梁桥采用本文理论方法进行摩阻系数为0,0.02,0.03,0.04,0.05,0.06下的墩顶水平力分析,并获取最优摩阻系数取值。结果表明：墩顶纵向水平力的分配与支座摩阻系数有关,不考虑支座摩阻力会使得墩顶水平力离散性较大,各墩顶水平力差异化明显。在计算汽车制动力对墩顶纵向水平分力影响时,支座的摩阻效应不可忽略。通过对某一实际简支梁桥计算分析,采用摩阻系数为0.03的支座可使得墩顶在纵向水平力分配更为合理。本文的研究成果可为桥梁结构的支座选用提供参考。