软岩填筑高速铁路路堤的室内试验研究

介绍了全风化及强风化软岩岩块作为高速铁路路堤的室内模型试验研究,得出了模型路堤基床系数K30、变形模量Ev1和变形系数Ev2等物理力学材料参数。采用Drucker-Prager材料有限元理论,分析了路堤在竖向准静循环荷载作用下的应力和变形特性,并与试验结果进行了比较,计算值和实测值较吻合,其对软岩岩土填筑路堤设计、施工与质量控制起到一定的借鉴作用。

基于Kriging插值和回归响应面法的冲压成形参数的优化及对比分析

首先采用拉丁方试验设计方法进行样本数据设计,同时,为了提高计算效率,将基于Kriging插值和响应面近似模型引入板料成形优化设计的复杂系统中,并基于初始化变量进行优化,采用Krig-ing插值和响应面近似方法对样本点和优化过程中形成的优化点重新进行响应面构造,以确定优化范围内新的初始值并将约束减小到一定范围;随后采用遗传优化算法对更新的设计变量初始值和约束范围进行优化。如此循环,直至得到最优解。计算结果表明,在汽车覆盖件行李箱盖的压边力、拉延筋阻力最优设置以及避免出现拉裂、起皱现象方面,Kriging插值近似建模技术优于多项式回归响应曲面近似建模技术,其预测精度高,自由度高,建模效率高。

标准击实试验的一种数据处理方法

针对土工实验中标准击实试验数据处理存在的问题 ,提出了利用最小二乘法进行高次多项式插值的一般准则 :若残差 χ2 值最小及 χ2 分布的累积概率较小 ,则通过其选取的多项式阶数是适宜的 .用MATLAB实现之 ,简单易行 ,从而为求解岩土的最大干密度和最佳含水量提供了理论依据 ,它可望在土工试验数据处理中得到推广和应用 .

高速铁路双块式无砟轨道计算模型约束方程的建立

为合理处理高速铁路双块式无砟轨道结构动力学分析中梁?板与弹簧、梁?杆与板壳、板壳与实体等连接问题,基于Timoshenko板壳理论和直接法建立多点约束方程,构造双块式无砟轨道组合结构计算模型,将组合结构中相关节点的位移通过偏心关系与板壳理论的直线假设建立的多点约束方程引入Galerkin法的弱积分形式中,解决各种不同类型单元因自由度不同和偏移连接而对组合结构总体刚度矩阵的贡献不同等问题。从理论上分析各种不同类型单元相结合的多点约束方程构建问题,并在此基础上,建立高速铁路双块式无砟轨道结构动力学有限元模型。结果表明:基于Timoshenko板壳理论和直接法所建立的有限元模型是合理的,双块式无砟轨道不同结构层连接良好,能消除常规方法产生的不合理附加应力。

棒材拉拔问题的弹塑性无网格法分析

建立了一种基于初始构形及热力学第二定律的有限变形的弹塑性本构关系,并由空间描述的Galerkin能量弱变分原理,经一致转换得一整体拉格朗日方程描述下的平衡方程。同时经线性化处理给出了显示中心差分法求解格式,以棒材通过锥形模的拉拔成形为例,对拉拔成形中的材料特性参数、减缩率、拉模锥角、摩擦和拉拔力相互作用以及回弹量等进行了全面的EFG法数值模拟,从而证明了有限变形弹塑性:EFG法对实际金属塑性成形工艺分析、优化及设计的有效性。

秦沈客运专线路桥(涵)过渡段路基的动力特性分析

基于离散的Fourier变换原理,对过渡段基床振动加速度进行频域分析,获取了基床表层的振动加速度幅值谱、功率谱、相位谱以及线路不同横断面的基床表层振动第一主频值随速度变化规律;通过对过渡段路基不同工况下动态响应的原位测试,分析了路桥(涵)过渡段线路纵向的动态响应以及车速、轴重与动态响应之间的关系和动应力沿路从深度方向的变化规律等。上述这些数据分析结果,为高速铁路过渡段的设计与施工提供了重要参考。

高速移动载荷作用下板式轨道-软岩路基系统的动力特性分析

运用D’Alembert原理和能量弱变分,建立了板式轨道-软岩路基系统半空间垂向耦合的动力计算模型,研究了高速铁路板式轨道-软岩路基系统的动态响应特征,获得了基床面上和软岩路堤面上各种动态响应值,将其作为确定基床厚度和基床表层厚度的前提依据,以指导无碴轨道路基结构的设计与施工。通过室内试验,对软岩及软岩填料的一般路用性能进行了研究,用其来判断软岩能否作为高速铁路无碴轨道基床以下部分填料的必要条件。

基于Kriging插值的汽车行李箱盖冲压成形参数的优化设计

提出采用拉丁方试验设计方法进行样本数据设计,同时为了提高计算效率,将Kriging插值引入到板料成形优化设计的复杂系统中,并基于初始化变量进行优化,采用Kriging插值对样本点和优化过程中形成的优化点重新进行响应面构造,以确定优化范围内新的初始值,并将约束减小到一定范围;采用遗传优化算法对更新的设计变量初始值和约束范围进行优化,直至得到最优解。计算结果表明,Kriging插值近似建模技术预测精度和建模效率高,对汽车覆盖件行李箱盖的压边力、拉延筋阻力最优设置以及如何避免出现拉裂及起皱现象均有不错的优化效果。

软岩岩土填筑高速铁路路堤施工与质量控制

介绍使用高速铁路路堤的结构形式及设计标准,以及对软岩岩土填料粒径与级配、压实机具选择的分析,提出软质岩块填筑路堤的设计、施工参数、施工工艺、质量检测标准及检测方法。

基于CEL法的EPB切刀切削土体仿真分析

针对盾构机切刀切削土体仿真收敛困难、仿真结果震荡严重等复杂非线性问题,利用大型非线性有限元软件建立切刀切削土体有限元模型,并利用欧拉-拉格朗日耦合法(CEL法)对模型进行求解.利用CEL法得出的切削力大小约为80N,单元失效法(EF法)和自适应网格划分法(ALE法)的结果均约为50N,而利用理论公式计算出切削力大小约为78N,即文中方法结果更接近理论解.且发现CEL法得到的切削力比EF法和ALE法得到的结果收敛快、震荡小.最后,通过研究有限元网格大小对仿真结果的影响,发现CEL法相对于EF法和ALE法对网格大小敏感性低,一定程度上提高了切削土体计算效率.总之,所提出方法更适合工程实际中盾构机切刀切削土体仿真分析.

高速铁路板式轨道参数与动力特性的研究

运用板式轨道-路基系统半空间垂向耦合的动力计算模型,研究了高速铁路板式轨道的动力特性,探讨了板式轨道的CA砂浆垫层厚度和扣件刚度对系统动力性能的影响规律。扣件、轨下胶垫和CA砂浆层的弹性、阻尼特性对轨道及轨下结构动力性能的影响极大,减少扣件或轨下胶垫的刚度、增加CA砂浆层的厚度,可改善板式轨道的动力学性能。

棒材通过锥形模静液挤压成形的无网格法分析

建立了一种基于初始构形及有限变形的粘塑性弹性本构关系,并由空间描述的Galerkin能量弱变分原理,经一致转换得一整体拉格朗日方程描述下的动量平衡方程,同时经线性化处理给出了显示中心差分法求解格式,以棒材通过锥形模的静液挤压成形为例进行了全面的EFG法数值模拟,从而证明了有限变形粘塑性EFG法对实际成形工艺分析、优化及设计的有效性。

气囊式火星着陆器稳健性优化设计

气囊式火星着陆器结构复杂,关键参数多,工况极端,不确定因素多且可靠性要求高。针对气囊式火星着陆器优化设计中的计算效率问题,采用基于超级计算平台并行分布式计算技术与稳健性优化设计理论的多目标稳健性优化方法对复杂气囊系统进行了稳健性优化设计。结果表明:超级计算平台的应用使稳健性优化的计算效率得到了显著提升;稳健优化设计后的气囊式火星着陆系统的可靠性有明显改善。

软岩填料的长期沉降变形特性及分析

通过现场试验路堤和室内模型试验研究了几种较有代表性的软岩填石料的长期沉降变形特性,证明了软岩填石料的长期变形性能除了与填石料的岩石特性和压实密度有关外,风化程度、干湿循环是影响填石料的长期变形性能的主要因素。

风化泥质板岩路堤工程性状的模型试验研究

介绍了泥质板岩全风化及强风化料作为高速公路、高速铁路路堤的室内模型试验研究,采用不同的颗粒级配、不同的含水量,通过施加不同的竖向荷载作用于模型路堤,获取了路堤面板的沉降以及堤内应力、应变、土压力值和变形性状以及模型路堤的极限承载力等,试验结果表明模型路堤内的应力、应变和沉降位移随堤面竖向荷载、含水量和颗粒粒径不同而变化。它将对软岩风化料填筑高速铁路路堤设计、施工与质量控制起到一定的借鉴作用。

砾砂岩填筑高速铁路堤身模型试验与数值分析

介绍室内模型试验对含砾砂岩全风化及强风化混合料填筑高速铁路路堤压力传递分布特性、堤身承载能力和浸水稳定性影响的研究,根据试验结果得出模型路堤基床系数、变形模量、变形系数和CBR值等物理力学材料参数。采用Drucker-Prager材料有限元理论分析路堤在竖向静循环荷载作用下的应力和变形特性,并且与试验结果进行比较,计算值和实测值符合得较好,可对软岩岩土填筑路堤设计、施工与质量控制起到一定的借鉴作用。

金属塑性成形模具的灵敏度分析

用ANSYS软件对有限变形塑性金属成形过程进行了灵敏度分析 ,并引入准均匀三次B样条曲线来近似凹模表面 ,以其B样条曲线的控制顶点作为扰动变量 ,在其它约束条件不变的情况下 ,求得状态变量塑性变形阻抗应力灵敏度的分布。灵敏度的分析为减少金属制品的偏差或给定缩减率使挤压力最小等领域的模具优化设计提供了有利的途径。

离心挤压过滤设备的结构设计仿真

针对城市化粪池生活垃圾的处理,市场上缺乏一款效率高、能耗低的固液分离设备。针对上述问题,结合挤压过滤、离心过滤和螺旋输送原理设计了一款离心挤压过滤设备;介于通过实验获得流场数据十分困难,运用CFD数值仿真的方法进行分析,最后通过实验验证设备的功能特性。通过仿真研究了设备流场的压力和速度特性,分析了其对固液分离性能的影响,通过实验验证了设备满足设计要求,为机构的进一步设计研究提供了参考。

全风化花岗岩改良土高速铁路路基填料的适宜性试验研究

为研究全风化花岗岩用作高速铁路基床底层及路堤本体填料的适宜性,首先,对全风化花岗岩的黏土矿物成分、液塑性指标、承载比CBR值、临界动应力、累积残余应变与加载次数的关系等工程性质进行研究,依据日本和我国高速铁路设计规范要求,得出全风化花岗岩不宜直接作为路基填料,须改良后才能使用;其次,借鉴日本和我国改良土经验,以及全风化花岗岩的工程性质特点,确定它作为高速铁路基床底层及路基本体填料的外加水泥掺量;接着,通过有限元计算与现场行车动测数据结果对比,进行动力相似性分析,获取全风化花岗岩改良土路基的疲劳加载试验参数;最后,使用PMS-500型循环加载系统对新建武广高速铁路清远段全风化花岗岩改良土路基进行现场循环加载试验研究,模拟分析不同载重列车荷载作用下浸水前后全风化花岗岩改良土路基的动态特性及沉降变形规律。试验结果表明,长期循环加载下全风化花岗岩改良土路基动态指标及工后沉降变形量等均满足设计要求,可用作高速铁路的基床底层及路堤本体填料。

全风化花岗岩改良土路基的长期稳定性试验研究

全风化花岗岩用于高速公路填料已有成功的案例,但由于高速铁路路基变形控制更为严格,能否用于高速铁路路基填料还没有得到实体工程的验证。基于全风化花岗岩及其改良土的工程力学性质和变形特性,使用PMS-500型循环加载设备对全风化花岗岩改良土路基实体工程进行了现场循环加载试验研究,模拟分析了不同轴重列车荷载长期循环作用下浸水前后全风化花岗岩改良土路基的动态特性及沉降规律和其下雨前后路基性状变化。试验结果表明,全风化花岗岩改良土路基经过500万次列车模拟动荷载作用后,即使经历了如雨水长期浸饱路基的最为恶劣工况,最终沉降量不超过7.0 mm,证实了全风化花岗岩经过改良后能满足高速铁路变形控制的设计要求,可用于高速铁路的基床底层及路堤本体填料。