装配式钢筋混凝土管型通道数值模拟与现场试验

建立了钢筋混凝土管型通道的力学模型,通过面-面接触单元模拟回填土与管型通道及管型通道与管片接缝处的相互作用,有效地分析了管型通道的变形及管片的应力分布状况;运用单元的"生"、"死"功能模拟装配式管型通道的吊装及土体回填的施工全过程,同时利用该模型分析了六安—武汉高速公路装配式管型通道施工过程的变形及应力分布情况,并与现场试验实测值进行了对比分析。结果表明:该模型能较真实地模拟施工过程中管型通道的变形和受力,且能有效地分析装配式管型通道及盾构隧道衬砌管片的力学特性。     

轮胎与钢桥面铺装接触力学分析

为进一步分析钢桥面铺装的真实受力特性,对轮胎与钢桥面铺装的接触力学行为进行了研究.通过建立轮胎模型,对轮胎接地压力进行计算,并与实测数据对比验证了轮胎接触模型的准确性;通过建立轮胎与桥面接触模型,对不利荷载位置时桥面铺装的力学响应计算与分析,得出铺装层竖向位移、铺装层顶弯拉应力、粘结层剪切应力的分布特性,指出桥面铺装典型病害产生的力学机理;通过对设定的一组铺装层计算模量对应的铺装层力学响应极值进行计算,得出铺装层弯拉劲度模量变化对铺装层力学响应的影响规律,并对比分析了轮胎荷载与均布荷载对结算结果的影响作用.结果表明：在等量荷载条件下,采用轮胎与桥面接触模型计算出的铺装层最大层顶反弯应力、粘结层最大剪切应力均明显大于采用均布荷载的计算结果,其中：铺装层层顶反弯应力增幅约为5%,粘结层剪切应力增幅约为9%.采用轮胎与桥面接触模型进行钢桥面铺装设计会更为安全.     

层间接触条件对半刚性基层沥青路面寿命影响分析

路面结构层的层间结合是影响路面整体结构强度的重要因素。通过对相同路面结构、不同层间的接触情况,运用BISAR3．0软件计算分析路面各结构层应力及路面寿命．可得出“当层间接触为光滑状态时,路面各结构层疲劳寿命将急剧降低”的结论。据此可知,良好的层间接触是提高路面使用寿命的重要因素。     

提高轴孔连接结构承载能力的设计方法

文章针对轴孔连接结构提出了一种改善轴孔接触特性来提高承载能力的方法。以工程中通用的螺栓连接结构为例,建立接触分析模型,应用Persson接触理论和优化分析方法,通过优化耳片孔接触面的曲面形状和曲面参数实现了降低轴孔接触区最大接触应力及改善其分布梯度的目的。针对优化后的耳片孔接触曲面设计结果,利用有限元素法建立了螺栓耳片连接结构模型,分析验算了接触应力。结果表明,优化分析的解析法和有限元素法的计算结果基本一致。连接结构优化设计后,接触区最大应力降低50%以上,应力分布梯度明显改善,提高了其承载能力。     

基于表面润湿理论的再生剂-老化沥青界面扩散行为评价

为研究再生剂-老化沥青界面扩散行为及其影响因素,采用Wilhelmy吊片法测试了不同温度下再生剂的表面张力及其与老化沥青间的接触角,计算得到润湿过程中的热力学参数浸润功和动力学参数润湿速度（润湿时间）,研究了再生剂自身性质、环境温度及沥青老化程度对界面扩散行为的影响。结果表明：环氧大豆油（ESO）的掺入降低了再生剂的接触角,增大了浸润功,加快了润湿速度,缩短了润湿时间,提升了再生剂的润湿性能,促进了再生剂-老化沥青的界面扩散,而十二烷基苯磺酸（DBSA）的掺入则对再生剂-老化沥青的界面扩散有不利影响;温度对再生剂-老化沥青界面扩散行为影响显著,随着温度升高,再生剂的黏度降低,接触角减小,润湿速度加快,再生剂在较短时间内即可充分包裹老化沥青表面;再生剂表面张力越大,其在老化沥青表面浸润功越大,界面扩散动力越大,扩散过程更易自发进行;再生剂在老化沥青表面的接触角越小,其在老化沥青表面的润湿速度越快,再生剂液滴更容易形成包裹老化沥青表面的再生剂膜;再生剂的黏度越低,流动性越好,其在老化沥青表面的润湿速度越快,有利于再生剂-老化沥青界面的扩散;沥青的老化对再生剂-老化沥青的界面扩散有不利影响,随沥青老化程度的加深,再生剂在其表面的润湿性能下降,界面扩散程度降低。故为保证再生剂对老化沥青的再生效果,在再生剂选择及研发时,应优先选用表面张力更大、黏度更低且与老化沥青间接触角更小的再生剂。     

A new method for wheel–rail contact force continuous measurement using instrumented wheelset

With the aim of improving the continuous measurement of wheel–rail contact force by instrumented wheelset, instead of solving the non-linear equations, we proposed a new method based on state space theory. With this new method, the wheel–rail contact force can be calculated by the recurrence relation and the signals from strain gauge bridges on wheel web. The implementation of continuous instrumented wheelset is quite general and simplified, due to the specific bridging scheme is not necessary. It means that continuous measurement of the contact force could be realised with a simple bridging scheme, even as simple as discrete instrumented scheme. In this work, we first demonstrated and discussed the effectiveness and accuracy of this new method by estimation results with the numerical simulations, and we also applied this new method to two field tests, including one was conducted in a loop test line using a high-speed train and the other one was conducted in an urban line with a light rail vehicle. In a word, this new method is proved to be an effective way to monitor the wheel–rail contact force of rail vehicle track system.     

过盈配合接触边缘效应与应力集中

用有限元方法对过盈配合进行了详细的分析，据此指出了弹性力学方法的弊端和有限元方法的优势。有限元方法能够分析弹性力学所不能求解的接触边缘效应——由接触引起的边缘应力集中，由于考虑了应力集中的存在，用有限元分析方法对过盈配合进行设计和校核更符合实际情况，从而更合理。     

沥青混合料骨架结构抗剪强度特性的试验研究

采用悬浮密实结构AC-20I、骨架空隙结构AM-20及骨架密实结构SMA-20试样,对三种典型结构的沥青混合料抗剪强度进行了对比试验研究.试验采用粗骨料大型直剪仪,探讨了球形和椭球形集料对抗剪强度的影响.结果表明:从集料级配看,骨架结构形成的抗剪强度明显大于悬浮结构形成的抗剪强度;从集料形状看,椭球体集料构成结构的内摩擦角大于球形体集料构成结构的内摩擦角,而且,骨架密实结构对集料形状最为敏感.     

潜艇方向舵传动装置接触问题有限元分析

用接触问题有限元分析了潜艇方向舵传动装置的结构强度,并与解析解进行了比较,讨论了建模对分析结果的影响,为潜艇方向舵传动装置的结构强度计算提供了可靠的分析方法.     

水平荷载单桩的三维有限元分析

利用有限元程序ANSYS对桩土相互作用体系中单桩的横向静力响应进行了三维有限元数值模拟。分析了是否考虑土体的弹塑性、桩土之间是否考虑接触面等因素对单桩横向响应的影响。提出了确定接触面参数的方法,以及有效模拟单桩横向响应的有限元模型,最后进行了实例验证,得到了有价值的结论。