轨枕空吊对有砟道床动力特性影响的离散元分析

为研究轨枕空吊对有砟道床动力特性的影响,建立有砟轨道的离散元分析模型。通过缩小与枕底相接触的道砟颗粒的粒径实现了轨枕空吊的模拟,研究了轨枕空吊状态下有砟道床的动力响应,分析了轨枕空吊形式和空吊数量对有砟道床动力响应的影响。结果表明:轨枕空吊会使得道床中道砟颗粒接触力发生重分布,空吊轨枕所在道砟箱中强力键的个数会减少,两侧相邻道砟箱中强力键的个数会增多,轨枕非完全空吊时在列车荷载作用下会对道床产生冲击作用而增大部分道砟颗粒受力;空吊轨枕会失去对其下方道砟颗粒的约束作用而导致道砟颗粒振动的离散性增加,同时会增大轨枕盒中道砟颗粒的振动并显著提高两侧相邻轨枕下方道砟颗粒的振动水平;轨枕空吊会增大轨枕侧面与道砟颗粒之间的摩擦耗能,引起道砟出现"泛白"现象,同时还会增大两侧相邻轨枕下方道砟颗粒之间的摩擦耗能;3根轨枕连续完全空吊对道床动力响应的影响大于1根轨枕完全空吊的影响。     

基于激光扫描法的铁路道砟级配对道床动力特性影响的离散元研究

铁路碎石道床的道砟级配对道床的力学性能具有显著的影响,采用三维激光扫描技术对道砟颗粒的形状特征进行了获取及分析,并提出了基于道砟外形重建结果的离散元颗粒数值模型构造方法;在此基础上建立了循环荷载道砟箱数值模型。以此研究在高速及重载线路条件下,道砟级配对散体道床动力沉降特性的影响规律,并从细观角度分析了道床的沉降机理。研究结果表明:不同运营条件下铁路碎石道床的沉降机理有所不同。道砟颗粒间的相互错动是引发重载铁路道床沉降主要原因。而对于高速铁路,道床沉降还会受到高频荷载作用下颗粒自身转动的影响。因此,建议在规范中针对不同的线路条件提出不同的道砟级配曲线要求。     

基于颗粒真实几何形状的铁路道砟剪切过程三维离散元分析

铁路道床由尺寸和形状各异的道砟颗粒组成,道砟颗粒的形状对道床的强度、变形等力学特性具有显著影响,反映颗粒单一方向尺寸分布特征的级配曲线难以全面描述形状不规则的道砟颗粒的几何特征。该文利用计算机视觉成像技术获得道砟颗粒在三个相互垂直方向的投影图,提取投影图轮廓并计算其几何特征参数;基于颗粒三视图重建与真实道砟颗粒具备相同几何特征的三维模型,引入到自行开发的三维块体离散元数值模拟程序中,建立了真实道砟颗粒料的三维离散元分析模型。通过与多种竖向压力作用下的室内直剪试验结果进行对比,验证了该方法可靠性;并在此基础上对道砟颗粒料在直剪试验中的变形和细观力学特性进行了深入详细的分析。     

块石含量和空间分布对土石混合体抗剪强度影响的离散元分析

土石混合体的抗剪强度在很大程度上取决于其块石的含量、空间分布、形态等参数。该文采用球体单元模拟土颗粒,通过组合颗粒单元构造非规则形态的块石,对不同含石量和块石空间分布下土石混合体的直剪过程进行了离散元数值模拟。计算结果表明,在低含石量下,土石混合体的抗剪强度随含石量的增加而增加;在中含石量下,受块石空间分布的影响,其抗剪强度呈现很强的波动性;在高含石量下,其抗剪强度显著增强,波动性相对较小。抗剪强度在中高含石量下波动现象的细观机理是块石空间分布影响下的力链结构特性。当块石的空间分布使其形成较强力链结构时,抗剪强度较高;反之,块石间的力链结构不稳定,抗剪强度相对较低。以上研究有助于从细观尺度揭示土石混合体变形和剪切强度特性的内在机理。     

胶结型含可燃冰砂土剪切特性的离散元模拟

可燃冰是一种新型清洁能源,广泛分布于深海土体和常年冻土中,对其开采需要深入认识含可燃冰土体的力学特性.该文提出了一种胶结型含可燃冰砂土离散元模型建立方法,并利用该模型完成了排水双轴剪切试验的模拟.通过与前人试验数据对比,验证了该离散元模型的准确性,结合该模型分析了剪切过程中含可燃冰砂土的宏细观变化规律.结果表明:砂土抗...     

基于DEM-FDM耦合的普通铁路碎石道床-土质基床界面接触应力分析

引入离散元法（DEM）-有限差分法（FDM）耦合算法对普通铁路碎石道床-土质基床的界面应力进行分析。首先,基于激光扫描以及室内三轴试验,实现碎石道砟颗粒二维精细化离散元建模,并通过设置界面单元进行道砟与土两类不同介质层间速度与力的相互传递,实现离散元法与有限差分法耦合,建立了轨枕-碎石道床-连续土体耦合模型,并通过现场实测结果验证模型的合理性。在此基础上,计算列车通过时耦合模型中基床动应力分布特征,讨论轨枕-道床接触状态对其影响,并将计算结果与轨枕-道床-基床的整体有限元模型的计算结果进行对比。结果表明,轨枕-道床未完全密贴接触状态下,道床中力链呈离散型传递,反之,道床中力链呈向下扩散发展;两种接触状态下,基床表面应力分布差别显著,但是应力峰值接近。耦合模型得到的基床表面应力峰值显著高于有限元模型的计算结果;耦合模型中因道砟散体特性引起的基床表面局部应力集中,在路基中的影响深度约为道砟最大粒径（63 mm）的8倍,即近似基床表层深度。     

颗粒形状对堆石料力学特性影响的离散元分析

颗粒形状是影响堆石料力学特性的重要因素,值得深入研究.以爆破堆石料为研究对象,采用离散元软件PFC3D根据真实颗粒形状建立不同球度的单颗粒模型.分别生成不破碎和可破碎试样并进行三轴剪切试验模拟,分析颗粒球度对堆石料力学特性的影响及细观机理.研究结果表明:颗粒球度通过影响试样内颗粒咬合和颗粒破碎,进而影响堆石料力学特性;...     

基于元评估的武器装备体系贡献率评估指标优化方法研究

武器装备体系贡献率评估问题是当前装备论证领域的一个研究热点,建立评估指标体系又是评估过程中关键的一环.指标体系选取是否合理,直接决定着评估结论是否科学可用.论文借鉴元评估理论和方法,对武器装备体系贡献率评估指标的元评估流程和量表进行了设计,从实用性、可行性、合理性、准确性四个方面进行认识一致性、信度和效度检验,为指标设...     

基于离散元的剪切挤压破碎机破碎过程能耗分析

利用离散元软件EDEM及其二次开发,以破碎过程的机械能耗为评价指标,将破碎机内锥振动频率、破碎机外锥转速、物料填充率和物料颗粒球形度作为影响因素进行仿真实验,通过响应曲面法(RSM)建立剪切挤压破碎机能耗预测模型并进行实验验证。结果表明:能耗预测模型可靠,预测结果与实验结果基本一致;各因素对剪切挤压破碎机能耗的影响由强到弱的顺序为外锥转速、内锥振动频率、物料填充率、物料颗粒球形度;剪切挤压破碎机的最佳工作参数是:内锥振动频率为55Hz,破碎机外锥转速为40 rad/s,物料填充率为0.55,物料颗粒球形度为0.45。     

道床隔振垫的阻尼减振性能分析及应用研究

对道床隔振垫进行了在静态状态下锤击试验和在车辆正常运行条件下的轨道动态变形及振动测试,结果表明,道床隔振垫实际应用时的隔振频率在10—15 Hz之间。在静态条件下,相对于单趾弹簧扣件系统在20—200 Hz频率范围内,平均减振量为16.3 d B;在车辆运行条件下,隧道壁的垂向振动降低了17.3 d B。在静态和动态条件下,相对于单趾弹簧扣件系统,道床隔振垫减振效果基本一致。     

多围压下三轴压缩试验与不可破裂颗粒离散元法分析

采用大型三轴试验仪器对道砟散体材料进行试验,重点研究不同围压条件下三轴试验力学特性与影响规律。同时基于离散单元法(DEM),采用非破裂不规则颗粒簇,在伺服条件下建立道砟三轴试验散粒体模型,对道砟颗粒在不同围压下进行相关数值三轴模拟,探讨偏应力、体应变、围压、体积应变与轴应变之间的关系,反映道砟基本力学特性。研究结果表明：采用离散单元方法进行数值模拟与室内三轴试验得到的一系列应力-应变规律基本一致,验证了离散单元法在道砟研究中的可行性与可靠性。同时,围压对道砟散体变形、最大偏应力、偏应力比值具有影响,其中随着围压提高道砟变形降低,因此在有砟道床设计和养护维修中,增大道床围压可降低道床沉降与变形。     

延性RC剪力墙构件的性能指标限值

为了得到基于中国规范设计的延性RC剪力墙构件的变形性能指标限值,先通过文献中7片剪力墙构件的试验数据验证有限元方法的可靠性,然后采用有限元方法对根据现行中国规范设计的一批剪跨比λ≥2．0的延性RC剪力墙构件进行模拟分析,研究剪跨比、边缘构件的纵向配筋率、轴压比等因素对剪力墙构件变形性能的影响,最后通过对有限元结果的归纳...     

六边形孔蜂窝梁和蜂窝组合梁抗剪性能分析

该文对不同参数下的正六边形孔蜂窝梁和蜂窝组合梁抗剪性能进行了试验与有限元分析研究。以试验研究为基础,基于有限元软件ABAQUS 建立非线性有限元模型,对不同开孔率、不同翼缘宽度和厚度的蜂窝梁和蜂窝组合梁进行分析比较,发现蜂窝梁和蜂窝组合梁抗剪承载力大小与翼缘厚度、开孔率和连接程度均有关。结果表明:蜂窝梁翼缘厚度变化对其抗剪承载力影响较大,而蜂窝组合梁中翼缘厚度的变化对其抗剪性能影响相对较小;混凝土板提高了蜂窝梁的抗剪极限承载能力;最后,给出蜂窝梁和蜂窝组合梁抗剪计算公式。     

可复位桥梁外剪力键性能试验及承载能力评估

在桥梁抗震设计中,剪力键既要限制上部结构横向位移过大以防止发生落梁,又要避免传递过大的横向地震力造成桩基础的损伤,因此通常被设计成牺牲型单元。该文基于一种新型可复位桥梁外剪力键,并结合我国桥梁工程实际,对约束良好的4个新型可复位桥梁外剪力键试件进行单向水平荷载试验,阐明了该新型可复位外剪力键的破坏形态、失效模式和受力机制,分析竖向配筋率对该类新型外剪力键力学特性的影响,建立新型剪力键的承载能力计算公式,且计算结果与试验数据吻合较好。研究结果表明：该类新型剪力键能够有效地减小桥墩盖梁或桥台台帽损伤,且具有位移能力强、易修易换等优点,尤其适用于基于性能的桥梁抗震设计。     

薄壁箱梁剪力滞剪切变形双重效应分析的矩阵方法

本文在得到薄壁箱梁同时考虑剪力滞及剪切变形影响微分方程初参数解的基础上,进一步推导出单元刚度矩阵和等效结点荷载,从而使薄壁箱梁势力滞、剪切变形效应分析方法方便地纳入广泛应用的矩阵位移法程序系统,为连续梁等复杂结构的剪力滞及剪切变形效应分析提供了强有力的计算手段。     

饱和松砂与结构接触面反复剪切下邻近土体性状数值分析

该文采用颗粒离散元软件PFC2D,研究了不排水条件高频循环剪切作用下饱和松砂与板桩接触面附近的砂土特性,分析了模型参数对饱和松砂孔隙率和体应变的影响,以及剪切过程中超静孔压的变化规律和砂土颗粒的运动轨迹。结果表明：当颗粒摩擦系数、颗粒刚度、剪切振幅和剪切频率越小或边界围压和接触面摩擦系数越大,饱和松砂的剪缩现象越明显。砂土的孔隙率在作用瞬间减少、然后略有增加后呈下降趋势至稳定;随循环次数增加,砂土中的超静孔压总体上呈增长趋势;砂土颗粒的变位随离开接触面距离的增加而减小。