磁浮钢箱梁日照作用对车桥耦合振动的影响

磁浮轨道梁日照作用下的温度变形是轨道梁静力与动力设计需考虑的重要因素，笔者根据传热学与有限元理论，结合夏季气象参数与日照辐射半经验公式，利用ANSYS建立磁浮线轨道钢箱梁日照温度场三维瞬态模型。首先，分析磁浮轨道梁的最大竖向与横向温差发生时刻的温度梯度分布，基于日照温度场分析结果，计算不同支承形式钢轨道梁的温度变形；然后，将单跨简支、双跨连续形式轨道梁的温度变形作为初始不平顺组成部分，进行车桥耦合动力响应分析。结果显示：温度效应使车体加速度、悬浮气隙幅值增幅较大，对电磁力有所增大，对轨道梁加速度及位移的放大作用则不明显，各动力响应值仍处于规范规定的安全范围内，但安全度有所降低。     

基于有限元方法的25m天线座架结构热特性分析

通过对南山站太阳照射情况的研究,借助有限元分析软件得到天线座架在太阳照射作用下的瞬态温度场分布和热变形情况。建立天线有限元模型,计算在夏至日晴天无云情况下天线受太阳辐射、空气对流和周围环境长波辐射等边界条件下天线座架在不同时刻的热流密度曲线及温度分布;并对温度场分析结果与座架结构做热-结构耦合分析,得到天线座架的热变形分布。结果表明:在太阳照射作用下,不同时刻座架结构中各条梁的温度变化较大;同一时刻不同的梁的温度分布也有明显差异,最大温差可达9℃;热变形量的RMS最大可达1.8 mm,严重的影响到天线的指向。     

预应力混杂FRP布加固混凝土梁的抗弯性能试验及裂缝发展模拟研究

预应力混杂FRP布加固混凝土梁是一项新的加固技术,对该加固混凝土梁的抗弯性能进行了试验研究,分析了加固后混凝土梁在荷载作用下三分点加载全过程及破坏形态,对比分析了加固混凝土梁的屈服荷载、极限荷载、变形、裂缝分布及扩展情况,研究了有效预应力、混杂纤维配比对加固混凝土粱抗弯性能的影响。基于分层单元理论建立了加固混凝土梁的计算模型,并对典型加载的混凝土裂缝分布及扩展进行了模拟,实现了裂缝可视化分析,研究结果为实际工程提供了参考。     

[轨道交通运维技术]中低速磁浮线路智能养护技术及装备

为研究中低速磁浮交通系统线路智能养护技术及装备,调研了中低速磁浮的特殊线路设备,分析了轨道平顺性指标对磁浮列车的影响,并结合已投入运营的线路运维情况,提出了线路养护的重点内容及周期。基于调研和分析的结论,针对性地提出了磁浮线路智能巡检车、F轨综合作业车、特种作业平台车、智能运维管理系统等磁浮线路智能化养护系列定制装备和系统方案,该自动化、智能化方案能有效提高中低速磁浮线路养护的作业效率,降低人工成本,提高安全性。     

中低速磁浮线路智能养护技术及装备

为研究中低速磁浮交通系统线路智能养护技术及装备,调研了中低速磁浮的特殊线路设备,分析了轨道平顺性指标对磁浮列车的影响,并结合已投入运营的线路运维情况,提出了线路养护的重点内容及周期。基于调研和分析的结论,针对性地提出了磁浮线路智能巡检车、F轨综合作业车、特种作业平台车、智能运维管理系统等磁浮线路智能化养护系列定制装备和系统方案,该自动化、智能化方案能有效提高中低速磁浮线路养护的作业效率,降低人工成本,提高安全性。     

长定子中低速磁浮轨道动力学分析与结构优化

对长定子中低速磁浮列车轨道结构进行了较全面的动力学有限元数值分析,获得了长定子中低速磁浮列车轨道结构的动力学基本品质特性,即磁浮轨道固有频率和振动模态。在此动力学有限元数值分析基础上,研究分析了磁浮轨道对振动比较敏感的频率范围并进行了优化设计。结果表明,对长定子中低速磁浮轨道有限元数值分析不仅在理论上起到了检验与校核的作用,为长定子中低速磁浮列车调试实验提供了磁浮轨道结构的计算数据,还对磁浮轨道性能的进一步设计和优化提供了依据。     

预应力CFRP/GFRP纤维加固梁的延性性能研究

碳纤维具有高强度、高弹性模量和延性较差的特点,玻璃纤维相对于碳纤维可起到互补作用,采用预应力碳纤维/玻璃纤维(CFRP/GFRP)加固混凝土梁是一项新的加固技术。基于分层单元理论,建立了加固混凝土梁的计算模型,分析了加固后混凝土梁在荷载作用下三分点加载全过程数据,对比分析了加固梁的屈服荷载、极限荷载、变形和延性性能开展情况,研究了不同混杂纤维配比等对加固梁延性性能的影响。结果表明,将CFRP与GFRP混杂后能充分发挥各自的优势,且能提高预应力纤维加固梁的特征荷载。     

磁浮轨排铺设装备-轨排轨道梁耦合动力学分析

磁浮轨排铺设装备是用于中低速磁浮轨道铺设施工的一种设备。针对磁浮轨排铺设装备在轨排轨道梁上行驶时的耦合动力学问题进行了研究。对磁浮轨排铺设装备-轨排轨道梁耦合动力学模型进行了分析,建立了整个系统的动力学方程,以德国高干扰轨道不平顺谱模拟轨排不平顺谱作为激励,分别运用数值分析和联合仿真分析对系统耦合动力学模型进行求解。数值仿真结果为满载、空载工况下设备的垂向振动分范围为-2.01～2.08 mm、-1.23～1.79 mm,联合仿真结果为满载、空载工况下设备的垂向振动分范围为-2.79～2.83 mm、-1.84～1.87 mm,结果对比说明了仿真的正确性。在磁浮轨排铺设装备驶过时,满载、空载工况下轨排轨道梁最大变形分别为4.24 mm、3.43 mm,符合相关的设计要求,并且轨排轨道梁易于发生一阶横向及垂向振动。     

五转向架磁浮车辆转向机构的结构分析与设计

磁浮交通作为新型轨道交通制式具有安全度高、性价比好、适应性强,且低噪音、低辐射,环境友好,正在被越来越多的城市选择的新型交通工具。由于在弯道处单元模块和列车车体的相对位置的关系,磁浮列车需要借助转向机构进入弯道。因此基于现有的磁浮车辆及线路条件设计计算确定一个合适的转向机构是一项十分必要的工作。针对中低速磁浮的转向机构进行了详细的结构分析,在确定以滑台间距误差i?l越小的目标的情况,进行了转向机构的具体设计计算,同时在整车模型上进行的机构的仿真分析,最终确定的转向机构的几何参数满足五转向架中低速磁浮车辆运行需求。     

中低速磁浮防侧滚装置轻量化设计

防侧滚装置是中低速磁浮车辆悬浮架的关键部件.首先针对悬挂中置式悬浮架的防侧滚装置进行了3种工况下的静力学分析,由计算结果发现当前防侧滚装置的片梁结构具有进一步优化的空间.通过拓扑优化计算得到改进后的防侧滚片梁结构,并对新结构进行静强度校核,校核结果表明新结构满足设计要求,且相比原结构单个防侧滚片梁减重约26.5％,一定程度上达到了轻量化设计目标.     

中低速磁浮线路巡检机器人概述

中低速磁浮为新型交通制式,具有环保、安全性高、爬坡能力强、转弯半径小以及建设成本低等优点,适用于近距离市间、城市市区和旅游景区的交通连接,市场前景广阔。中低速磁浮轨排为开放式结构,且主要为高架线路,目前无成熟的检测装备,主要靠人工巡检,上线作业危险,且巡检效率及质量较低,影响行车安全。为提高巡检效率及质量,确保作业人员安全,对中低速磁浮线路巡检机器人进行了研究。     

轴向运动悬臂梁系统阻尼与边界条件试验

将轴向运动梁试验平台上处于滑槽以后的梁简化为轴向运动的悬臂梁,先给出其平衡微分方程,再利用模态叠加法得出轴向运动梁横向振动的离散微分方程。通过测试梁在不同长度下的第1阶固有频率,调整理论计算模型中悬臂的长度以修正悬臂梁的边界条件。试验表明,梁的长度修正量与梁的悬臂长度无相关性。使用对数衰减率法识别多个长度下梁的第1阶衰减系数表明,衰减系数随梁悬臂长度的增加而下降,并通过数值拟合建立了衰减系数与梁长度的关系。修正后梁计算模型的横向振动响应计算结果与测试结果吻合较好,验证了模型修正的有效性。     

计及不同剪切变形的功能梯度材料梁的弯曲分析

研究矩形截面功能梯度材料(Functionally graded materials,FGM)梁在不同剪切变形理论下的静力弯曲问题。假设FGM梁由金属和陶瓷两种材料构成,其等效物性参数沿厚度方向连续变化,且遵从简单幂率变化规律。基于最小势能原理,建立以轴向位移、横向位移及转角为未知函数的FGM梁的运动微分方程组。对简支FGM梁,采用Fourier级数法获得5种剪切变形理论下FGM梁的挠度、轴向位移及转角曲线,分析梁的长高比、梯度指标对弯曲变形的影响,分析不同剪切变形理论下FGM梁的切应力和正应力的分布特性,并与均质材料梁的静力弯曲特性进行比较。给出FGM梁的中性轴位置随梯度指标的变化曲线并进行分析。     

对剪力引起梁弯曲变形的思考和探索

应用变形能法对矩形、圆形、工字形截面梁在剪力作用下的弯曲变形进行了定量分析比较。结果得出,剪力对梁弯曲变形的影响与梁的截面形状、跨度、截面高度等因素有关。认为在有些情况下,剪力对弯曲变形的影响相当大,不能略去,进而为合理设计梁的结构提供科学可靠的理论依据。     

基于二阶理论的2端弹性约束压弯梁的稳定性分析和最大弯矩计算

运用二阶理论对2端弹性约束压弯梁的稳定性进行了分析,通过求解其挠曲微分方程得到其变形及临界载荷的精确表达式,随后给出了方便工程应用的高精度实用近似计算式。推导了弹性约束简支压弯梁在各种横向载荷作用下的跨中最大弯矩的精确计算式,进而讨论了GB／T13752-1992《塔式起重机设计规范》中的非弹性约束压弯梁的最大弯矩近似计算公式对计算弹性约束简支压弯梁的跨中弯矩的适用性问题。通过分析推导证明：在加入了必要的修正项之后,规范中的最大弯矩近似计算式仍可用于弹性约束简支压弯梁的跨中弯矩的计算,从而为规范的补充修订提供了理论依据。     

横纵向位移激励下变长度梁的动力学分析

关于变长度梁的研究，主要集中在横向自由振动及稳定性分析，有关水平及竖直两个输入方向的抗震研究却不够充分，常用的抗震设计方法没有充分考虑结构时变性对振动产生的影响。以实际工程中的变长度操作杆为算例，运用广义Hamilton原理建立横纵向地震激励下变长度梁的动力学方程，运用假设模态法与修正后的Galerkin法进行空间离散求解，通过数值仿真方法求解不同轴向运动下变长度梁在简谐波与地震波作用下的振动响应。根据计算结果，讨论了不同轴向运动所引发的梁长变化对变长度梁的振动影响规律。对比相同长度范围内变长度梁与固定梁在地震激励下的末端最大位移，前者在收缩时的结果大于后者。说明了在对变长度梁等时变结构进行抗震分析时，考虑结构时变性影响的必要性。该建模计算方法可为类似结构的抗震分析与设计提供参考。     

[BIM模型与智能设计]中低速磁浮系统起浮阶段的振动特性分析

为了研究电磁悬浮（EMS）中低速磁浮系统在起浮阶段的悬浮稳定性问题,建立了“车辆-电磁-轨道梁”耦合系统动力学模型。利用仿真模型分析了EMS中低速磁浮系统在起浮阶段的振动响应特性,对比分析了弹性梁与刚性梁的振动差别,仿真分析了单级悬浮控制与双级悬浮控制的效果差异。结果表明：EMS中低速磁浮列车在弹性轨道梁上起浮时,容易发生悬浮失稳的异常振动现象,原因是单级悬浮控制模式的悬浮架自激振动频率激发了弹性轨道梁的固有频率,从而诱发了车轨剧烈耦合共振;提高轨道梁刚度或采用双级悬浮控制器模式,可以缓解EMS中低速磁浮系统起浮阶段异常振动引起的悬浮失稳现象。     

重型燃机转子的热弯曲变形及振动响应分析

转子的热弯曲变形是透平旋转机械热启动出现较大振动的原因之一。燃机停机后,转子在静置过程中与周围空气通过自然对流进行热交换,由于转子上下部冷却的热效率不对称,轴截面将产生温度梯度,转子发生热弯曲变形。分析了停机后的静置过程中,转子在自然对流冷却条件下截面的温度分布、温差变化及热弯曲变形。结果表明:随着静置时间延长,轴截面的温差和转子的热弯曲变形都先增大后减小,但二者的峰值时刻并不相同;若静置时间足够长,最终温差将趋于零,热弯曲变形消失。进一步通过求解弯曲转子的运动方程分析了不同时刻热弯曲变形转子热启动时的振动响应,给出了热弯曲转子热启动时,发生可接受振动水平的允许静置时间。同时验证了转子在发生最大热弯曲变形时刻热启动时,低速盘车对热弯曲变形的有效消除作用。计算结果对燃机转子的正常启停及安全运行具有现实参考意义。     

悬臂叠合梁的动力响应实验研究

悬臂叠合梁在实际工程中应用广泛,因而悬臂叠合梁的动力分析研究很有必要性。本文采用实验模拟悬臂叠合梁在谐荷载和随机荷载作用下的振动情况,并通过对动力响应曲线的研究：分析了叠合梁的动力响应规律,发现在功率谱密度比较大时,一端为自由界面的悬臂叠合梁会出现相互碰撞。进而分别把悬臂叠合梁中间和顶端固定在一起,进行实验,观察动力响应,得到了避免叠合梁碰撞的一种有效措施。     

刮泥机承载梁结构设计中有限元法的应用

利用弹性有限元数值计算方法 ,对污水处理的承载梁在实际工作条件下的应力状况进行了详尽的计算 ;给出了承载梁的应力分布状况 ,对常规设计应用于此承载梁的合理性与安全性进行了评估 ,为装置的安全运行提供了理论依据。