大跨度缆索支承桥梁基础冲刷动力识别方法

为快速评估运营阶段桥梁基础冲刷状态,提出一种基于实测模态与模型更新的冲刷动力识别方法,并在杭州湾大桥桥塔冲刷检测中进行应用.分别于2013年、2016年对杭州湾大桥上部结构进行了两次环境振动下的加速度数据采集工作,并进行模态分析,得到两次测试所对应的结构自振频率与振型.同时利用有限元分析软件采用鱼骨模型进行上部结构数值建模,采用土弹簧进行下部结构桩土效应的模拟.首先利用冲刷非敏感模态的实测自振频率对数值模型中的桩侧等效弹簧刚度进行模型更新,直至得到与实际相符的桩土边界条件.进而利用冲刷敏感模态自振频率的实测变化值,对有限元模型中的基础冲刷深度进行模型更新,直至数值模拟变化值与实测变化值相一致,从而定量识别出3 a内基础冲刷深度的发展.最后,利用水下地形测量数据完成对该冲刷识别方法准确性的验证.研究结果表明:该方法利用桥梁上部结构实测模态变化进行下部结构基础冲刷模型的更新是可行的,基础冲刷深度的识别是准确的,可解决长期以来需要水下作业才能完成桥梁基础冲刷检测的技术难题.     

汽车荷载作用下桥梁冲击系数影响规律研究

以三跨连续箱梁桥为研究对象,建立了桥梁模型和车辆模型从而组成车桥耦合动力模型,并对车辆荷载作用下桥梁结构的冲击系数进行研究分析。研究表明:增加横向车道数可以使桥梁的冲击系数增大,纵向距离越大桥梁冲击系数越小;车辆在制动状态下的桥梁冲击系数明显大于车辆匀速状态时的冲击系数,并且车辆在桥梁中跨前半部分制动时,动力冲击系数要大于后半跨;车辆在跳车冲击作用下,桥梁跨中冲击系数明显增大,且在跨中跳车时,桥梁动力冲击系数为最大。     

汽车荷载作用下曲线简支梁桥的动力响应

在建立6参数1/4汽车模型和每节点7个自由度的桥梁有限元模型的基础上,研究了汽车荷载作用下曲线简支梁桥的动力响应.通过数值模拟,分析了简支弯箱梁桥的动力特性,同时研究了不同的曲率半径、偏心距、弯扭刚度比、行驶速度等因素对动力放大系数的影响.结果表明：并非所有的前5阶桥梁自振频率随曲率半径的增加而增加;当参数改变时挠度和扭转角的动力放大系数的变化规律并不相同,相同条件下扭转角动力放大系数的变化较挠度动力放大系数的变化明显.     

连续梁桥多车复杂工况车桥耦合非线性动力分析

由于计算分析过程复杂,在考虑连续梁桥自身非线性和多车复杂行驶工况条件下的多车辆车-桥耦合振动问题一直研究较少。改进经典单车模型,建立非线性多车辆车-桥耦合振动的数学模型。采用振型分解法对方程组进行简化,运用Runge-Kutta法进行非线性方程组编程求解,探讨了行车间距、多车匀速行驶、匀变速行驶、变加速行驶等情况下对桥梁动态响应的影响。结果表明多车匀加速时桥梁动态响应较大,加速度值与动态响应值成线性关系且后车较前车影响明显;而变加速行驶较匀加速行驶的动态响应值小,且单纯变加速或变减速比先加速后减速行驶的动态响应值小。     

桥梁型式对40 m简支梁磁浮车致动力响应的影响

为研究不同型式的40 m简支梁在中低速磁浮列车作用下的动力响应及影响机理,基于40 m简支梁梁轨一体方案和梁上梁方案两种型式,考虑PID主动悬浮控制,采用模态综合理论,建立精细的中低速磁浮列车—简支梁系统动力相互作用理论模型,并基于长沙磁浮试验进行可靠性验证。对两种型式的40 m简支梁在低速磁浮列车作用下的动力响应进行分析及对比,探讨不同桥梁型式对系统耦合振动的影响机理。结果表明：相比于梁上梁方案,梁轨一体方案的竖向动挠度更大、加速度更小,车体竖向位移更大、加速度相近,梁上梁方案更优;桥梁型式对主动悬浮控制系统的影响较微弱;梁上梁方案中简支梁存在丰富的高频局部振动模态,会增大桥梁变形和桥梁、车体的振动优势频率;桥梁型式的不同会通过波长效应、局部振动等影响磁浮列车—轨道—桥梁系统的耦合振动。     

预制式轨道板质量对钢轨和桥梁的振动影响

本文针对轨道交通和高速铁路中广泛采用的无砟轨道结构,对无砟轨道的轨道板结构的分析基础上,针对预制式轨道板结构的特点,建立了预制式轨道板结构的力学模型,即弹性支撑的刚体模型。通过对预制式轨道板结构质量变化对轨道和桥梁系统振动响应影响的分析,求得无砟轨道中预制式轨道板结构的质量对振动影响的规律,提出了无砟轨道结构减振设计的优化方案。     

运营荷载和地震联合作用下跨海桥梁的冲刷效应（英文）

基础冲刷是引起跨海桥梁结构破坏的重要因素。通常,跨海桥梁在恶劣的自然环境下运营,其中日常风、波浪和车辆荷载较大,地震、飓风、船舶碰撞等极端荷载更为频繁。由于基础冲刷的作用,桥梁结构在不同运营和极端荷载作用下的动力特性会进一步加剧。本文研究了运营风、波浪、车辆荷载与地震联合作用下跨海桥梁的冲刷效应。通过考虑系统内的相互作用建立了动力耦合的地震-风-浪-车-桥梁(EWWVB)动力耦合系统,并利用p-y曲线法计算不同冲刷水平下桩土的荷载-位移关系。在此基础上,对某基础冲刷作用下的斜拉桥进行了研究。结果表明,考虑桥梁冲刷后,桥梁结构的动力特性将发生变化,运营荷载和地震联合作用下的桥梁和车辆的动力行为也将受到不同程度的影响。     

汽车和列车荷载共同作用下公铁两用桥的动力响应

为了研究公铁两用桥汽车荷载、列车荷载和列车汽车荷载共同作用下的不同荷载组合对车桥耦合振动的影响,本文以滨州公铁两用钢桁梁桥为例,采用Ansys软件建立桥梁模型,并推导建立桥梁、汽车和列车的运动方程,通过三个子系统之间的相互作用,对三个子系统进行耦合,并采用Matlab软件编程求解,分析了三种工况下的汽车列车桥梁耦合系统的动力响应。研究结果表明,当汽车和列车同时作用在桥梁结构上时,与仅有汽车或仅有列车作用下的动力响应结果对比并不是简单地叠加关系,且不同位置的动力响应峰值也不一定出现在哪种工况下,所以对于公铁两用桥的结构设计,建议必须考虑多种不同工况,取包络设计。该研究为公铁两用桥的桥梁结构设计提供了理论依据。     

动载作用下的大跨度双层斜拉桥组合梁桥面响应分析

采用全三维精细建模方法,建立了轻轨车辆及大跨度双层斜拉桥的耦合振动分析有限元模型,模型考虑了几何和材料的非线性,单元与节点数超过百万。采用接触均衡的并行计算方法在上海超级计算机曙光4000A上进行求解,解决了模型较大带来的计算困难。通过对车辆单向运行及双向汇车运行两种工况的仿真,分析了斜拉桥组合梁桥面关键部位桁架节点受力状态,得出了主、边跨中桥面节段的动力响应特性。     

车辆悬架非线性对不平整桥面桥梁耦合振动的影响

针对悬架车辆与桥梁的非线性耦合作用,提出一种新的四自由度非线性悬架半车模型的振动微分方程;采用基于威尔逊-θ法开发的微分方程求解程序求解车辆振动响应;利用有限元方法,得出了不同桥面不平度桥梁在不同车速作用下的挠度动态响应规律。数值分析表明:车辆悬架系统的特性对桥梁动荷载系数影响较大,在文中设定的非线性悬架参数车辆作用下,考虑车辆的非线性悬架系统使得简支梁的动荷载系数显著减小;连续梁的动荷载系数普遍大于相应车速下线性悬架车辆作用下的动荷载系数,尤其在桥面状况较差且货车通常运行的低速时较明显,非线性悬架系统车辆会加剧连续梁耦合振动。     

简支转连续梁桥车桥振动特性计算分析

桥梁在车辆荷载作用下的振动,实质是桥梁和车辆两个动力系统的耦合振动。对公路上常见的4种跨径简支转连续连续箱梁桥进行车桥耦合振动动力特性的对比分析。同时详细分析桥面铺装、截面尺寸和行驶车速的变化等对该类桥型的车桥振动动力特性的影响,得到影响该类桥车桥耦合振动性能的关键因素,并提出设计建议。     

Mode switching control strategy of dual motors coupled driving on electric vehicles

Based on analyzing the structure and working principle on electric vehicles(EVs)with dual motors coupled by planetary gears,the control strategy of mode switching was proposed.The power interruption problem on EVs with automatic mechanical transmission(AMT)shifting was resolved.Based on the speed-torque characteristics of the planetary gears and the principle of the auxiliary motor’s zero speed braking,control features of mode switching were introduced.The mode shifting between the main motor mode and dual motors coupled driving were studied.Matlab/Simulink was adopted as a platform to develop the simulation model of EVs with dual motors drive system and 3 gears AMT.Simulation results demonstrated that the power interruption of dual motors drive system was solved during mode switching.The power requirements of EVs were satisfied,too.     

基于FLUENT的移动车辆下的车桥气动特性研究

为了研究车桥系统中车辆和桥梁之间的气动影响以及车桥系统的气动特性,基于流体软件FLUENT分别建立了车辆、桥梁、车桥系统的三维分析模型,计算了侧风下移动车辆和桥梁的气动力参数.结果表明：车桥之间有明显的相互气动影响,车辆的存在使得桥梁气动力参数增大,车桥之间的气动干扰显著影响了车辆气动力参数;与静止车辆相比,移动车辆的气动力参数普遍偏大;车速与风速对车辆的气动力参数影响显著,对桥梁影响较小.     

大跨异形钢管混凝土拱桥车载冲击效应分析

大跨度异形钢管混凝土拱桥的复杂造型使其结构动力特性极为特殊,车辆激励引起的桥梁振动十分复杂.为研究该类桥梁车辆冲击效应的特点和规律,以在建的长春市伊通河大桥为对象,应用自编的车桥耦合振动分析程序,对该桥进行了车桥耦合振动响应分析.从理论上分析了路面粗糙度、车速、结构阻尼对桥梁主梁、拱肋挠度和吊杆索力冲击效应的影响.结果表明:路面不平度对多拱肋异型拱桥振动响应的影响十分显著,维持路面平整可有效降低冲击系数;行车速度对冲击效应的影响与发生的卓越振动振型密切相关,并不一直随车速成正比增大;结构阻尼值在规范给定范围内变动时,对冲击系数影响不明显,设计中可偏安全地取阻尼比为0.5%.研究给出了该桥各主要构件的设计冲击系数取值的参考范围.     

移动双轴汽车荷载作用下梁桥动力特性的数值模拟

建立双轴汽车模型对简支梁桥在移动汽车荷载作用下的动力响应问题进行了研究。分别分析了一辆汽车以不同车速、不同车重及通过不同跨径桥梁时的情况,并给出了相应情况下的简支梁桥跨中动位移的变化曲线。对直观地了解车—桥耦合振动系统的动力特性及系统数值模拟具有一定的参考价值。     

电动汽车动力性能的仿真研究

根据不同的驾驶工况,应用 Matlab 仿真软件,建立了电动汽车的动力系统模型,给出了车辆驱动轮上的输出转矩和输出功率的定性分析.结果表明,电动汽车的爬坡性能是决定电动汽车额定指标的主要因素;车辆加速度越大转矩越大加速度和速度共同决定了功率的大小.     

电动汽车动力性能的仿真研究

根据不同的驾驶工况，应用Mat1ab仿真软件，建立了电动汽车的动力系统模型，给出了车辆驱动轮上的输出转矩和输出功率的定性分析．结果表明，电动汽车的爬坡性能是决定电动汽车额定指标的主要因素；车辆加速度越大转矩越大加速度和速度共同决定了功率的大小．     

不同土性的SSI对基底地震动的影响

通过对地基土质从软到硬的三个阶段结构地基动力相互作用体系振动台模型试验所取得数据的对比分析,研究了在不同土性的地基条件下结构地基动力相互作用对基底地震动影响的一些规律.由于动力相互作用的影响,基础转动效应是明显的;相互作用改变了基底地震动的频谱组成,使基底有效地震动小于自由场地震动.地基土性越软,基底有效地震动小于自由场地震动越明显;地基土性越硬,基底有效地震动与自由场地震动越接近.     

支承对航空发动机中央传动杆动态特性的影响

为改善航空发动机中央传动杆的动态特性,结合某航空发动机中央传动杆的结构及工况参数,采用有限单元法建立动力学模型及方程,对中央传动杆的动态特性进行理论分析.探讨陀螺力矩对临界转速以及中间辅助支点的支承位置和支承刚度对中央传动杆临界转速的影响.提出中间辅助支点最佳位置的确定方法,对中央传动杆的工程设计具有一定的应用价值.分析结果表明:在工作转速范围内,陀螺力矩对其固有频率的影响较小,不大于0.5%;中间辅助支点设置在中间无支点时的二弯"振型节点"处时,可使中央传动杆获得最高的临界转速,以及最大的支承刚度设计裕度.试验结果验证了理论计算方法的正确性.