汽车撞击桥墩瞬态撞击力的等效静力计算

随着公路、铁路、城市立交桥的大量建设,跨线桥数量剧增,桥墩被汽车撞击的可能性大大增加。本文建立了卡车撞击桥墩精细有限元分析模型,采用LS～DYNA碰撞分析软件计算分析了Ford卡车以不同速度撞击桥墩的撞击力特性。采用全局平均法、局部平均法、等效位移法、简化脉冲荷载法4种计算汽车撞击力等效静力方法,计算了撞击过程的等效静力值,并与美国《AASHTO》规范、中国《铁路桥涵设计基本规范》和《公路桥涵设计通用规范》中给出的汽车等效静力限值进行了比较,指出了各种计算方法的适应范围和精确度,可供工程设计参考。     

考虑橡胶支座作用的桥梁多次竖向碰撞力的计算

考虑桥梁橡胶支座的作用,建立了双跨连续梁桥的梁-弹簧-杆模型,采用瞬态波函数展开法和组合体瞬态内力法,提出了在先期到达的竖向地震激励作用下,桥梁结构竖向碰撞力的理论求解方法,计算结果表明本文方法可以合理地求解桥面与橡胶支座的多次竖向碰撞力。通过对不同竖向地震反应谱、不同桥梁跨度和不同竖向地震激励幅值下的碰撞次数和碰撞力的计算和分析表明,在浅源近场竖向地震作用下,桥梁可能出现竖向碰撞现象,桥面与橡胶支座的竖向碰撞力的幅值大,对桥梁具有相当大的危害。研究表明,竖向碰撞现象的出现很有可能存在两个条件,即竖向地震激励周期逼近于桥梁整体结构的固有振动周期,以及竖向地震激励幅值超到某个确定的阀值。另外,计算结果还表明,竖向碰撞力随竖向地震激励周期、幅值和桥跨长度的变化,呈现出复杂的非线性效应。     

非均质柔性杆撞击瞬态动力学动态子结构法

该文运用固定界面模态综合动态子结构法,研究非均质变截面杆受刚性质量轴向撞击问题,导出了用模态坐标表示的瞬态动力学方程,并讨论了撞击初始条件确定的两种方法。数值仿真表明:该方法能够计算非均质变截面杆轴向撞击的复杂撞击力变化形式、撞击瞬态波在杆中的传播过程以及撞击瞬态动力响应。算例的数值计算结果表明:当单元总数为180个,且仅保留2阶固定界面主模态时,计算结果已经收敛,与理论解相比,计算精度较高。因此,当选取更多单元总数和更高的主模态时,该方法有可能被应用于复杂的柔性结构撞击瞬态动力学的研究中。     

变截面梁多次碰撞响应的动态子结构方法

该文考虑多次碰撞过程和多次分离过程,考虑阻尼对变截面梁运动的影响,将动态子结构方法推广应用于变截面梁的多次碰撞响应问题,导出了模态坐标表示的变截面梁-弹簧碰撞系统动力学方程。采用Newmark隐式积分方法进行求解,研究了开启-关闭过程中簧片阀与升程限制器和阀座的多次碰撞现象,碰撞动力学响应,以及阀片厚度及中空部分尺寸对阀片开启和关闭动作的影响。数值收敛性结果和与三维动力有限元方法的对比分析结果表明,该动态子结构方法可合理、有效地分析变截面梁的多次碰撞响应问题,适用于研究时间跨度较长的变截面梁多次碰撞问题,以及阀门结构的优化设计计算。     

一次撞击过程中刚性质量对变截面梁的多次弹塑性撞击

该文考虑多次撞击和分离过程,将局部弹塑性接触变形模型推广应用于多次弹塑性撞击问题,采用有限差分方法求解动力学方程组,研究了钝圆柱头刚性质量水平撞击变截面简支梁的过程。研究结果表明,该撞击过程实际上是一个复杂的多次弹塑性撞击过程,包含两个以上的明显撞击区,每个撞击区包含了形式多样的复杂的次撞击过程。计算结果表明,剩余撞击区与第1撞击区的撞击冲量和剩余撞击过程与第1次撞击过程的撞击动能损失均相当,因此,多次撞击过程将对变截面梁的撞击物理行为产生重要的影响。另外,计算结果还表明,改变梁截面的高度参数,会引起撞击区的伸缩和第2撞击区的前后移动。     

EPE泡沫塑料在多次冲击下的缓冲性能

目的预测并分析多次冲击下EPE缓冲材料的缓冲性能。方法应用应力-能量法得到并分析多次冲击下的缓冲曲线,评价EPE缓冲材料的缓冲性能变化。结果 EPE试样在经受多次冲击后,厚度会减小,缓冲性能会下降。结论在缓冲包装设计中,要充分考虑环境因素,根据物流环境条件适当增加缓冲垫厚度,使产品得到充分防护。     

套管构件中轴压内核与柔性套筒线接触的屈曲

对套管构件中承受轴向压力的内核,提出了它与柔性套筒之间线接触屈曲的模型,研究了内核与套筒线接触的后续变形过程。利用小挠度二阶平衡微分方程推导了线接触屈曲后内核挠度、弯矩、剪力、接触力等物理量的计算公式。应用算例表明:(1)当内核与套筒刚度比值足够小时,内核在经历与套筒点接触、线接触的变形过程后,会发生线接触屈曲,最终演变成同侧两点接触变形;(2)当内核与套筒刚度比值足够大时,内核只经历与套筒点接触、线接触的变形过程,不发生线接触屈曲,最终内核与套筒一起发生失稳破坏。该模型也能应用于模拟内核与刚性套筒线接触的屈曲。     

复合材料圆管构件等效模量的计算方法

针对任意壁厚的复合材料圆管构件的等效弹性模量和剪切模量提出了高阶理论计算方法, 它考虑了构件的横向剪切效应以及层合材料的三维本构关系, 并在相同壁厚条件下对三种缠绕方式( [0°/(±θ)_n ]S, [ (±θ)_n ]S 和[ 90°/(±θ)_n ]S) 的等效模量进行了预测, 并且与经典层合板理论的预测结果进行了比较, 该方法可用于复合材料杆件结构的设计中。      

基于熵权法的含间隙和柔性的机构定量分析方法及应用EI北大核心CSCD

含间隙机构运动过程中呈现出非线性,为了更好的模拟含间隙机构实际工况,对局部构件做柔性化处理,在建立间隙机构动力学模型的基础上,利用ADAMS二次开发功能,通过Fortran语言自主编写接触力的求解子程序,加载到ADAMS函数求解库中,实现接触模式实时判别和接触力的求解,分析考虑间隙和局部构件柔性对机构的运动特性影响规律。采用Lyapunov指数验证其运动非线性,并在此基础上提出一种基于熵权法的非线性定量分析新方法,通过MATLAB编写熵权法程序并对仿真结果进行定量分析,评估间隙和构件柔性对机构非线性的影响程度,并将该方法应用于2-RR&2-PR并联机构运动特性研究。结果表明:在任何条件下,动平台X方向加速度熵权值最大,说明对非线性影响权重最高,通过分析不同因素对机构非线性影响程度的趋势,使得对机构非线性程度的描述更为准确,为未来含间隙机构非线性定量分析提供了理论参考。     

钢筋混凝土构件正截面强度计算的OOP方法

本文提出一种在ＯＯＰ（Ｏｂｊｅｃｔ－ｏｒｉｅｎｔｅｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ：面向对象程序设计）环境中采用数值积分和非线性方程组数值解的方法进行钢筋混凝土构件正截面极限承载力计算和配筋设计的计算机方法。所有基于平截面假定并以边缘混凝土达到极限压应变为破坏标志的极限状态设计原则的正截面强度计算，均可统一在该算法内。该方法用于钢筋混凝土结构ＣＡＤ软件的开发，从根本上提高了系统的可重用性、可维护性和可扩充性。同时，由于减少了一道矩形应力图形的简化步骤而提高了计算精度。     

自由飞行杆撞击过程中的二次撞击区

应用瞬态波效应法,研究了自由飞行杆与固支杆共轴多次撞击问题.采用瞬态波传播理论研究撞击瞬态波的传播,应用撞击接触面内力求解撞击力响应,给出了杆多次撞击瞬态问题的理论解.通过分析杆的瞬态变形和撞击力,发现自由飞行杆与固支杆共轴撞击最多会发生二次撞击,并发现二次撞击现象并非偶然.对发生二次撞击现象的条件以及分布规律进行了研究,数值计算表明,二次撞击相当规则地分布于时间-杆长比平面内.在一定条件下,二次撞击过程具有与单次撞击过程相当的撞击力幅值,因此,对杆二次撞击问题的研究具有重要的价值.     

柔性梁大挠度动力响应分析的多体系统方法

研究柔性梁大挠度动力响应问题，应用多体系统方法建立起大变形振动控制方程，结合Newmark直接积分法和Newton—Raphson迭代法给出了求解该非线性代数一微分方程组的数值方法。该方法一方面在随体坐标系中把子梁作为小变形处理使得变形的描述大为简化，另一方面通过随体坐标系的运动自然计及了子梁的刚体运动。数值算例证明了该方法的正确性和有效性。     

多柔体系统动力学碰撞研究中的若干基本问题

本文针对多柔体系统动力碰撞研究中的几个基本问题进行了全面的分析和评述,包括多柔体系统动力学方程的描述,碰撞模型的简化和处理,铰接间隙引起的碰撞问题,数值算法,实验研究,控制等几个方面,并根据目前的发现现状和研究中的存在的问题,指出了今后多柔体系统动力学碰撞研究中的发展方向。     

基于Campbell模型的卡车与防撞柱最大碰撞力修正计算方法

为探究卡车冲击防撞柱过程中的最大碰撞力,开展了63组碰撞数值试验。根据碰撞后卡车变形特征分析,采用卡车等效变形对Campbell模型进行参数修正,提出了卡车与防撞柱最大碰撞力的修正计算方法,并对国内外相关规范建议的最大碰撞力计算方法的适用性进行了评估。研究表明,碰撞后卡车变形沿宽度呈中间大、两端小的不均匀分布。卡车等效变形不仅受卡车碰撞速度影响,还与防撞柱高度和直径、钢管屈服强度和厚度以及基础深度有关。与实车碰撞试验和数值模拟试验得到的最大碰撞力对比表明,《欧规1》附录B建议方法计算结果严重偏小,《欧规1》附录C和《公路规范》建议方法计算结果离散性较大,该文建议方法计算结果更加准确保守,适用于防撞柱结构设计。     

飞机撞击荷载计算模型中压溃力选取分析

Riera提出的飞机撞击荷载计算模型是一种比较实用的简化模型,大多数研究在进行飞机撞击试验和数值模拟时通常会把试验结果和数值模拟结果与该模型的计算结果进行对比分析。通过介绍分析Riera模型,该模型中撞击荷载包括压溃力和惯性力两部分,因此模型的使用需要确定压溃力大小。为了合理使用Riera模型,梳理了现有压溃力计算公式,各公式给出的压溃力计算结果差别较大,并通过公式推导预测弹体的变形长度和撞击作用时间与试验数据进行对比分析,评价了现有压溃力计算公式,对更适宜于飞机撞击条件下的压溃力计算公式给出了说明,最后讨论了压溃力对撞击荷载曲线的影响,得出压溃力相对于惯性力不能被忽略,对撞击荷载影响较大的结论。     

用落锤冲击试验机确定隔振器冲击刚度的新方法

落锤试验方法,因装置结构简单,操作方便,现已成为在隔振器冲击性能研究领域中重要的手段。介绍一种确定隔振器冲击刚度的新方法——波形组合法。该方法认为,尽管冲击过程中存在着“回弹”,波形成为断续的脉冲,但质量块在空中运动中能量损失很小,可以用适当的方法把它们组合成连续波形,以致我们可以用成熟的振动分析技术进行数据处理。还介绍了用函数分解法帮助提取畸变波形中冲击性能参数的方法。     

结构力学中的广义力法

本文根据目前结构力学的力法原理、线性空间理论和最小应变能原理,对杆系结构的力法作了进一步的探讨,提出了静不定结构的解空间的概念,并建立了广义力法典型方程。由于可以灵活地选择不同的基本结构计算系数δ_(ij)和自由项Δ_(ip),从而使线性方程组的建立在一定程度上得以简化,同时本文进一步完善了力法原则,有助于理解超静定结构内力解空间的分析构造。     

求滑动轴承非线性油膜力的加权有限元方法

基于流体润滑的变分不等方程理论,提出加权有限元方法求滑动轴承非线性油膜力。选择了适当的权函数后,可用一维单元来逼近二维问题,且极少的单元划分即可达到相当高精度。采用一维线性元离散化的系数矩阵为对称三对角阵,可通过修正的追赶法,无需迭代直接求得满足离散变分不等方程的解。计算结果表明,与二维有限元方法相比,算法可达到千分位精度,而计算时间大为缩短。