基于车桥耦合振动的桥梁检测方法研究

利用车桥耦合振动原理结合车桥相关参数,提出一种简捷实用的桥梁刚度健康状态快速检测方法.利用ANSYS软件及其APDL语言,编制出单一环境下的车桥耦合振动响应分析模块,并与参考文献对比验证该模块的正确性.利用该模块的批处理功能,研究了车辆以3种速度匀速行驶通过跨中刚度减弱的简支梁桥时由于车桥耦合振动引起的车辆竖向加速度峰值的二维变化曲面图.结果表明,在70km/h车速下,该曲面较平滑,对刚度降低参数变化较敏感,可通过在测试车辆上预装加速度传感器并采集车辆过桥时的竖向加速度峰值,反推桥梁刚度状态,从而快速评估桥梁的大致健康状况.     

公路大件货物运输支座选取研究

在公路大件货物运输过程中, 当货物作用于液压平板车架上某一点的集中载荷过大时, 易使车板发生较大的弯曲变形。针对这一问题, 需要合理确定支座数量以及最优支座位置。本文把大件货物划分为卧式容器以及非卧式容器的常规货物, 根据三水平三因素正交模拟实验方法确定卧式容器运输所需的支座数量, 通过容器的应变分析结果以及支座反力的求解结果进行最终的优化布置; 对非卧式容器常规货物支座数量的选择以及摆放位置, 则按照车辆不同的摆动轴数进行合理的支座选取。本文以运输卧式容器费托合成反应器为例, 结合两种确定方法, 计算分析出其运输所需的支座数量以及支座位置。该研究为实际的公路大件货物运输支座的选取提供了支持。     

季节冻土区夏季轨道结构振动反应现场监测

为了研究季节冻土区在无冻土层时列车正常行驶引起的铁路轨道结构振动反应特征与衰减规律,针对哈尔滨-大庆铁路夏季振动反应进行了现场监测.合理定义振动反应加速度特征值,并结合加速度反应时程曲线对钢轨、轨枕、路基和场地振动反应特性取得定量认识,提出用负幂次函数等拟合路基振动反应衰减关系并给出拟合参数;获得列车行驶速度、车辆结构、重载等对钢轨、轨枕、路基的振动反应影响显著,无缝线路列车高速行驶过程中钢轨纵向振动不可忽视且值得深入研究等结论.     

公路大件运输线路选择方案及模型研究

分析了影响公路大件运输的影响因素,对各因素的具体影响要素进行分析,建立大件运输的线路选择层次模型。采用层次分析法对模型进行算法设计,并通过案例对算法进行验证,显示结果良好。运输部门可以用该方法作为选择线路的初步方法,然后根据大件货物的轮廓、尺寸、重量和货物对运输的要求进一步调整线路方案。     

双轴车辆随机响应与道路激励的定量关系

运用随机理论，综合道路状况、车辆特性、结构参数及行驶速度等因素，给出了双轴四轮车辆隔振系统的动态特性和道路谱矩阵。推得车辆垂向振动、横向摆动、纵向颠簸的位移、加速度响应谱和均方值的一般公式。     

桥面局部凹陷时的连续梁车桥耦合振动分析

为研究连续梁桥桥面局部出现凹陷时,车辆与桥梁相互作用对桥梁安全性和车辆舒适性带来的影响,利用ANSYS软件及其APDL语言,编制出基于ANSYS单一环境下的车桥耦合振动分析模块,通过与车辆匀速行驶、考虑路面不平整等工况的车桥耦合振动参考文献对比验证该模块的正确性,并利用该模块的批处理功能,研究当凹陷位置、车辆行驶速度同时变化时,车辆通过3跨连续梁桥时的车桥耦合振动特性,给出桥梁控制截面的挠度冲击系数、弯矩冲击系数等参数的3维变化曲面图,分析了桥面局部凹陷对车辆过桥时的耦合振动影响。研究表明,凹陷的存在特别是存在于跨中时,会明显加剧车桥耦合振动,尤其加剧车辆在低速行驶时的冲击系数,应当引起有关部门注意。     

260 T定子运输捆绑加固的静力学计算与校核

大件运输货物采取合理的捆绑加固方式是确保安全运载、规避经济损失的关键。为研究大件运输货物在运输过程中的受力状态,完善大件运输捆绑加固理论,本文以四川省大件运输公司定子运输为研究对象,阐述定子捆绑加固所需设备、材料,分析捆绑加固影响因素、注意事项和绑扎方式,借鉴铁路运输相关理论对公路大件运输货物捆绑加固进行受力分析,校核捆绑加固强度。结果表明该定子运输加固方案是合理的,对公路大件运输捆绑加固具有较强的理论意义与实践价值。     

重大件货物海上运输的惯性力分析

为准确计算船舶上重大件货物惯性力,本文对集装箱船舶的惯性加速度规范经验公式进行研究,基于理论计算方法提出相应的规范修正公式.通过混合格林函数法对有航速船舶在规则波中的运动响应进行求解,利用谱分析法对一系列集装箱船进行在不同航速、不同海况及不同位置的加速度预报,在各机构规范经验公式基础上利用多元线性回归方法提出针对集装箱...     

伸缩缝车辆冲击引起的钢箱梁桥振动特性

为了推测伸缩缝位置跳车引起的连续钢箱梁桥结构振动特性,实测了车辆按不同速度行驶通过桥梁时的结构振动响应,并用小波变换对振动信号进行了时频分析,根据时频信号分析车辆通过伸缩缝及桥跨结构时的结构振动特性.采用车桥耦合振动算法对伸缩缝跳车响应进行了数值模拟和对比分析.结果表明,车辆通过伸缩缝时引起的冲击加速度响应大于通过桥跨时的结构振动;行车速度对冲击振动响应的影响大于对桥跨结构振动响应的影响;冲击引起的振动具有距离衰减的特点;冲击引起较强的钢桥面板局部振动响应,用杆系结构计算模型不能反映车辆通过伸缩缝时的结构振动特性.     

车辆货物约束系统对道路不平度响应的仿真

针对车辆货物约束系统对道路不平度响应问题,建立道路-车辆-货物约束系统的空间八自由度模型,并采用线性滤波白噪声法拟合出四轮道路不平度的时域模型,进行了道路不平度对车辆货物约束系统的垂直激励的响应仿真研究.利用VB和Matlab混合编程编制了道路-车辆-货物约束系统的计算软件,得出在约束条件下,货物的垂直位移响应最大值比车身的垂直位移响应最大值要小,货物的振动频率也比车身的振动频率小,且路面质量越差,货物的振动位移越大,约束捆绑器的受力也越大.     

新建隧道下穿运营公路引起的路面沉降控制基准

针对如何合理制定隧道建设引起的路面沉降控制基准的难题,以行车舒适性控制标准为出发点,同时考虑既有公路的不平整度和隧道建设引起的路面沉降槽形态特征,基于理论推导提出了一个较完整的解决方案. 首先,选择行车竖直方向上振动加速度为舒适性指标;其次,采用理想正弦函数加以刻画公路路面纵断面曲线,通过求导得到行车竖直方向振动加速度与既有公路的纵断面曲线特征参数的关系;再次,用Peck公式描述隧道建设引起的路面沉降槽形态特征,通过求导得到行车竖直方向上振动加速度与沉降槽形态参数的关系;然后,根据叠加原理可得到行车最大竖直方向上振动加速度的计算公式,该公式考虑了既有公路的不平整度和隧道建设引起的路面沉降的影响;最后,基于加速度值与人体主观感觉的关系,提出了路面沉降控制基准确定公式. 结果表明:行车舒适性与既有公路纵断面曲线的波长成正比,与振幅成反比;行车舒适性与路面沉降槽宽度系数成正比,与隧道中心线处路面最大沉降值成反比;行车舒适性与行车速度的平方成反比例. 通过适当降低行车速度是放宽沉降控制基准的有效方法.     

条烟配送系统动力学建模及影响因素研究

烟草二次配送运输系统中,装有条烟的金属笼车、缓冲包装物、运载汽车、路面组成了一个复杂的动力学系统。以该系统的动力学仿真和笼车的可靠性为研究内容,利用刚柔耦合理论来建立系统模型。同时以随机输入和脉冲激励来模拟实际路面,进行运输平顺性仿真分析。通过分析主副笼加速度变化曲线,得出同一路况不同车速下运输的平顺性差别;同时通过分析主副笼加速度功率谱密度曲线,得出货物受到振动的能量主要集中频率区间,可为车身的设计和最高车速的限制提供数据支持。     

高速公路后评价油耗指标的确定与对比

采用实证对比分析的方法,以长平高速公路和国道102线长平段的实际交通情况为例,建立了高速公路与普通公路的车速 油耗模型,给出了不同车型,不同纵坡下的油耗调整系数,并对相同车速下不同车型的油耗作了对比分析。研究表明,无论何种车型,以相同速度行驶时,高速公路的百公里油耗总是低于一般普通公路,速度越高,差别越大。     

连续梁与行驶车辆耦合振动分析

为了分析公路桥梁与车辆之间的相互作用,提出了四自由度1/2车辆模型相对于不平整桥面耦合振动分析方法.根据GB/T 7031-1986建议的公路路面功率谱密度的拟合表达式,求得了不同等级桥面的不平度值,并作为1/2车辆垂向动力学模型的输入激励,基于数值仿真分析,分别对不同等级桥面的连续梁桥进行了控制截面的挠度动力响应计算,得到了相应挠度冲击系数随桥面等级及车速变化规律.结果表明:桥梁挠度冲击系数随车速增加呈先增大后减小趋势;随着公路桥面等级变差,冲击系数呈非线性增大,桥面等级及车速是影响车辆动力作用的显著因素.     

下穿U型道路在行驶车辆作用下的动力响应

为了解下穿U型道路在车辆荷载作用下的动力特性,通过对车辆、下穿U型道路振动系统的分析,将车-路耦合振动问题分解成两个独立的运动体系,即车辆振动子系统和道路振动子系统．利用车轮和路面的位移协调方程来考虑车路的接触,在空间整体车辆模型振动微分方程推导的基础上,考虑路面不平度的三维空间分布,对路面不平度非一致激励下U型道路的动力响应进行研究．结果表明,当路面平顺时,车-路耦合作用力波动很小;随着路况的变差,车-路耦合作用力迅速增大;在路面不平度的非一致激励下,左右轮作用力存在明显差异．车辆行驶速度对动载系数的影响较小,路面不平度对动载系数的影响较大．路况较差时,应考虑车辆荷载的冲击效应．     

基于车桥振动的桥梁振型识别及主梁挠度计算方法

根据桥梁间接测量法的基本原理,对一座三跨连续梁桥建立车桥振动有限元模型,提取匀速通过桥梁时车辆竖向加速度时程响应,利用中心差分法计算接触点加速度时程响应,采用快速傅里叶变换得到加速度频谱图,应用峰值拾取法识别出桥梁的前三阶频率;利用带通滤波技术从接触点竖向加速度响应中提取与桥梁频率相关的分量响应,通过希尔伯特变换得到测试桥梁的前三阶振型,并与有限元理论振型进行比较。结果表明：车体质量的改变对于振型识别没有明显影响;车速较低时对于振型的识别不利,但选择合适的驱车速度仍能够保证振型的识别精度。基于桥梁有限元模型,将识别的振型进行质量归一化,计算主梁的测试位移柔度矩阵,设计桥梁标准荷载试验方案,利用柔度矩阵计算主梁在试验荷载下的预测挠度,并与理论挠度进行比较。结果表明,在合适的车速下,预测挠度与理论挠度误差基本满足工程精度要求。     

高速铁路双块式无砟轨道车辆荷载动态传递特征

为研究车辆荷载在无砟轨道中的传递特征,建立车辆-双块式无砟轨道耦合动力学模型,对车辆荷载在无砟轨道主体结构内的动应力和振动加速度传递规律进行研究,并对行车速度、结构尺寸及层间接触状态等影响因素进行分析. 结果表明:车辆荷载的主承载区分布在道床板内,垂向动应力峰值在0.1 m深度之内衰减73%;车辆荷载的主振动区主要分布在道床板内并传递至支承层,垂向加速度峰值在0.1 m深度之内衰减89%;轨道结构动态受力及振动响应均随行车速度的增加而增大;适当减少轨道结构宽度,对其受力和振动特性影响较小. 无砟轨道结构层间插入隔离层,可减小轮轨动力响应及轨道结构动态受力,但结构层间垂向加速度明显增大,插入弹性层,可减小钢轨垂向加速度,但对轮轨动力响应、道床板和支承层动态受力及振动特性影响较小. 所得结论可为无砟轨道设计和优化提供理论参考.     

高速公路合流区主要参数对自动驾驶车辆的影响

为探究现有高速公路合流区对自动驾驶车辆的适应性,分析现有高速公路合流区加速车道长度和通视三角区角度对自动驾驶交通流的影响规律,并与传统交通流进行对比。依据自动驾驶车辆在感知、跟驰和换道行为以及与周围车辆的协作方面更迅速安全等特点,改进了Krauss跟驰模型和LC2013换道模型以适应自动驾驶车辆特征。依据车辆换道可接受间隙建立车辆跟驰间距计算公式,在满足换道安全的基础上对跟驰模型参数进行改进。结果表明:在现有的高速公路合流区平面设计参数条件下,自动驾驶交通流的安全性、效率及稳定性均优于传统交通流,与传统交通流相比,自动驾驶交通流冲突数减少了100%,平均延误降低了60%～71%,平均车速提高了近20%且更稳定;在不同平面设计参数下,自动驾驶车辆的冲突数均为0,平均延误保持在0.65 s左右,平均车速稳定在33～34 m/s。现有的高速公路合流区平面设计参数在安全、效率和稳定性方面均能较好地适应自动驾驶车辆,且参数的取值对自动驾驶车辆影响不大。