小减压量下制动力差异对重载列车纵向力影响研究

为研究制动力差异对重载列车纵向力的影响,分析了车辆制动力影响因素及车辆间制动力差异的原因。以C 80B型车辆为例,分析了各影响因素的波动范围,仿真计算了不同大小制动力在不同分布工况下的车钩力。结果表明:与制动力均布且均处于平均值为对比,车辆制动力在差异范围内随机分布对列车纵向力影响小;列车以车辆制动力差异分为n部(n≥2),n越小,列车纵向力越大,制动力差异越大,列车纵向力越大。

重心纵向位置对滑行艇阻力性能的影响研究

高速滑行艇姿态和阻力的准确预测对于提高船舶水动力性能具有重要意义。为了研究重心纵向位置对滑行艇阻力和水动力性能的影响,验证CFD方法的适用性,本文采用动态重叠网格方法进行CFD数值模拟,采用有限体积法求解湍流模型为SST k-ω的雷诺平均方程,水气两相流的自由界面采用VOF方法捕获,给出并分析了不同速度下三个不同重心纵向位置的结果比较。不同重心纵向位置情况下的数值结果比较表明:下沉和纵倾角随XCG的减小而增加,同时导致润湿面积减少;当重心纵向位置向后移动时,水动升力使滑行艇更容易进入滑行状态。

连续梁桥上无缝线路纵向附加力的变化规律

通过建立连续梁桥上无缝线路附加纵向力的计算模型,对连续梁桥上无缝线路纵向附加力进行了计算.分析了不同的线路纵向阻力、固定支座布置位置、跨长、跨数及联数对纵向附加力的影响,并对相应的变化规律进行了总结.研究结果表明,为了降低连续桥上无缝线路纵向附加力,应采用小阻力扣件以降低线路纵向阻力;若条件允许,连续梁的跨长不宜过大,且固定支座应尽量靠中布置,以降低纵向附加力;连续梁联数对于纵向附加力的影响有一定限度,当联数达到一定数量时,纵向附加力值将趋于恒定.

分布式电驱动车辆纵-横-垂向力协同控制

针对现有研究多采用经验工况划分、主动悬架力简单分配等轮胎力解耦控制方法,难以实现车辆性能最优化的问题,提出了分层式轮胎纵-横-垂向力协同优化控制系统,在制定上层行驶期望目标和下层执行控制策略的同时,重点研究了中层轮胎纵-横-垂向力优化分配。建立了融合轮胎负荷率和垂向力动态系数的统一优化目标函数,综合考虑了车辆行驶期望目标、轮胎附着极限和执行器特性等约束条件,最终解决了轮胎纵、横、垂向力的协同优化控制难题。基于Matlab/Simulink和CarSim的联合仿真结果表明,提出的分层协同控制系统能同时有效控制车辆行驶姿态和改善车辆操纵稳定性能。

道床阻力区域分布及退化对钢轨纵向力的影响

为深入探索有砟道床阻力演变对桥上无缝线路力学行为的影响,针对路基地段与桥上道床纵、横向阻力开展试验研究.以一座铁路常用双线特大连续梁桥为例,获得了桥上线路阻力分布特征,并提出实际道床在服役过程中存在局部阻力退化现象.在此基础上,建立了可考虑道床阻力非均匀分布与退化效应的桥上无缝线路纵向力学行为分析模型,开展了道床阻力分布及退化对大跨桥上无缝线路力学行为的影响分析.研究结果表明:桥上道床纵向阻力区域分布差异显著,桥跨中部纵向阻力值最大,阻力值为31.8 k N/枕,梁缝附近道床纵向阻力相对较小,阻力值为21.7 k N/枕,阻力退化效应明显;桥上道床横向阻力分布同样表现出一定区域分布特征,但退化效应并不明显,桥跨中部与梁缝处阻力值分别为31.7、25.5 k N/枕;由于受到温度荷载作用下梁体伸缩、列车动荷载作用下桥梁产生振动变位和梁端转角的影响,散体道床始终处于拉伸压缩的动态变化过程中,道床阻力表现出明显的退化特性;考虑道床阻力退化效应时,温度荷载作用下的钢轨伸缩附加力、钢轨位移、梁轨相对位移值有一定衰减,当桥梁温度跨度为140 m时,钢轨纵向附加力最大值减小约11.7%,且衰减率随着温度跨度的增加近似呈线性增长,按现有规范计算方法得到的梁轨相互作用结果偏大.

穿越断层破碎带隧道动力响应特性分析

通过数值分析和振动台模型试验相结合的方法,研究穿越断层破碎带隧道在地震荷载作用下横向内力分布和纵向动力响应特性。结果表明:围岩条件是影响衬砌地震内力的重要因素,围岩越差,地震作用产生的内力越大,其抗震性能越差;在横断面方向,不同围岩条件下衬砌内力均在共轭45°方向最大,为隧道抗震最不利位置;在纵断面方向,隧道位于围岩与断层破碎带接触面时,衬砌地震内力急剧增大;当隧道断面沿纵向远离断层破碎带一定距离后,其内力趋于一个稳定值。研究结果可为穿越断层破碎带隧道结构抗震设防提供参考。

斜向随机波对直立堤作用的试验研究

通过斜向随机波对直立堤作用的试验,研究了作用在直立堤上的单位堤长波浪力随波浪入射角的变化.讨论了波浪力沿堤长的纵向分布,以及单元堤长对波浪力纵向折减的影响.给出了波浪力纵向分布系数和折减系数与相对堤长的关系式.

基于动态目标调整的汽车全轮纵向力分配的研究

针对现有汽车稳定性控制系统中,汽车全轮纵向力分配算法在极端工况下出现轮胎力饱和,导致滑移率控制器过多介入而出现控制振荡和对控制目标的调整不合理等问题,提出了一种新的主动动态目标调整的全轮纵向力分配算法。该算法在极端工况下,根据车辆运动状态和路面附着状态,对直接横摆力矩控制目标Mzd和纵向驱动/制动力控制目标Fxd进行主动动态的调节。仿真结果表明,采用该算法解决了现有全轮纵向力分配算法的上述问题。

大轴重重载铁路简支梁桥梁轨相互作用研究

为探明大轴重重载铁路简支梁桥上无缝线路钢轨纵向应力和墩顶水平力的分布规律,以我国在建的30t轴重重载铁路双线32m简支T梁为例进行梁轨相互作用分析。采用ANSYS建立多跨重载简支梁桥-无缝线路一体化分析模型（桥梁与轨道的非线性连接采用非线性杆单元模拟）,研究温度和活载作用下钢轨纵向应力与墩顶水平力的分布特点,分析简支梁跨数对纵向力分布的影响。在此基础上,探讨检算钢轨应力时,挠曲力与制动力组合方式的合理性。分析表明：重载铁路简支梁桥上无缝线路钢轨所受纵向应力普遍比客货共线铁路大9.8%~31%;简支梁跨数增加至8跨时,钢轨和墩顶的受力逐渐趋近于稳定;在检算墩顶水平力时,采用挠曲力、制动力耦合的方式进行计算较为安全。

钢桁梁桥面系第一体系纵向力分配情况

为了考察钢桁梁桥面系第一体系纵向力的分配情况,为钢桁梁计算的简化提供可靠依据,任取钢桁梁的一个节间进行分析。将横梁的面外变形模型简化为一个含弹性支座的三跨连续梁(桥面系中含4片纵梁)或单跨梁(桥面系中含2片纵梁)。根据弦杆和桥面系纵梁、横梁的变形协调条件,假设钢桁梁弦杆各杆轴力之比与相应平面桁架弦杆各杆轴力之比相同,推出钢桁梁桥第一体系纵梁轴力与弦杆轴力之比值的公式,并通过一个算例说明了本文公式的可靠性。计算结果表明,纵梁上的轴力远较按刚度EA之比分配的值要小,下弦杆的轴力则远较上述比值要大;桥面系参与承担纵向力的程度,由端部节间向中部节间逐渐增大。

撞击力作用下拱式纵梁码头排架受力特性分析

简述了拱式纵梁的码头结构形式,分析了船舶撞击力作用下结构横向受力特性,通过ANSYS有限元分析平台建立了该结构的空间计算模型,以码头的一个结构段为例,对撞击力作用下码头排架的受力特性进行了分析研究。结果表明:由于结构的特殊性,撞击力作用于排架时,周边排架仅能承受10%左右的横向荷载;从结构角度来说,可适当增强纵向联接,以增大横向刚度,提升整个结构的水平承载能力。在纵梁简支条件下,撞击力作用时的结构计算可简化为平面问题。结果可为拱式纵梁结构在码头工程中的应用提供依据。

输送带纵向振动对多驱动驱动力分配影响的研究

带式输送机运行过程中,输送带所受的动张力沿输送带运行方向以波的形式传播,并在传播的过程中产生纵向振动,输送带较大的纵向振动会影响多滚筒驱动力的分配。本文以Kelvin-Voigt黏弹性模型作为输送带力学模型进行分析,由输送带的本构方程建立长距离带式输送机输送带纵向振动驱动力分配方程,以天津港某条头部双滚筒驱动长距离带式输送机为例,仿真启动过程中驱动滚筒的驱动力变化曲线及输送带振动曲线,将仿真结果与试验结果相比对,得到对于头部双滚筒驱动的带式输送机系统,随着输送带弹性模量的增大输送带振动减轻,双滚筒驱动驱动力的分配更加接近理想的功率配比的结果。研究结论为输送带的合理选型提供可靠依据,并能使电机工作在设计工作点附近,避免因驱动力分配不均而烧毁驱动电机。

板桁组合结构纵向力分配的研究

根据下弦杆和桥面系的变形协调条件 ,推导了钢桁结合梁第一系统纵梁轴力与下弦杆轴力比值的公式。并取算例进行了计算 ,结果与试验结果和有限元结果都基本吻合 ,证明了公式的可靠性。

6×6滑动转向电驱动无人车运动控制

针对6×6滑动转向电驱动无人车,提出了一种运动控制算法,该算法包含3部分:速度PI控制器跟踪期望的车速,角速度滑模控制器计算车辆转弯所需要的转弯扭矩;轮胎纵向力最优分配控制器根据输入的纵向牵引力和转弯扭矩,计算分配单个轮胎所需要的纵向力,使轮胎利用率达到最小。建立了车辆的动力学和运动学模型,并对算法进行了仿真验证,仿真结果表明了算法的有效性。

以节能为目标的电动轮驱动汽车最优纵向力分配方法

介绍了采用电动轮驱动的电动汽车一种纵向力优化分配方法。通过对轮胎的滑移和受力特点进行分析,得出了轮胎的最优滑移率。纵向力优化分配方法以滑移功率最小为优化目标,以车辆运动方程为约束,以驱动轮转速为优化变量,从而确定轮胎最优纵向力分配。用ModeFrontier建立了整车优化模型,优化结果显示在直线匀速行驶、加速行驶和转弯匀速行驶的工况下采用优化纵向力分配方法均减小了轮胎的滑移功率,从而提高了车辆驱动效率,为电动轮驱动汽车领域提供了新的节能思路。

纵向力对盾构隧道管片结构内力分配机制的影响分析——以苏通GIL电力管廊隧道工程为例

为探明施工过程中,不同纵向力及竖向荷载作用下,中间管片与两侧持环管片结构位移与内力分配的变化规律,以苏通GIL电力管廊隧道工程为背景,采用有限元方法建立局部错缝拼装管片结构模型,对目标管片在拱顶位置受拱顶竖向均布力荷载作用下弯矩与位移的分配规律进行研究,引入环间位移分配系数与弯矩分配系数揭示在不同纵向力作用下目标管片环间弯矩与位移的分配规律,揭示纵向力与环缝接缝张开量的对应关系,探明错缝拼装管片结构弯矩与位移的分配机制。结果表明:1)纵向力能够增加管片结构弯矩与位移的分配能力,有利于结构整体受力以及位移的整体协调性,其对结构内力分配的影响表现为非线性及阶段性,即当环间不产生接缝张开时,纵向力的增加对结构整体性影响较小;当环间产生张开量时,纵向力的增加在一定程度上增强了管片变形及内力的分配能力。2)纵向力使目标管片与两侧管片环缝完全接触,此时控制内力分配的主要因素为环缝接触面;直观控制因素为环缝张开量与错台量,随着环缝的张开,局部结构内力逐渐由通过接缝面传递变为通过凹凸榫传递,同时结构整体内力分配能力降低。3)常规荷载作用下,随着竖向拱顶荷载增加,当环缝凹凸榫接触后,结构内力的分配逐渐趋于某一稳定值。4)实际工程中出现纵向力损失后,由于内力的重新分配,结构会出现局部位置应力集中情况,需针对该实际工况予以特殊考虑。

基于围岩虚拟支护力特性的隧道塌方机制及控制研究

为研究隧道塌方事故的典型模式及其演化规律,基于塌方案例统计分析结果,阐明隧道开挖面失稳塌方和关门塌方2类安全事故的基本特性,推导隧道围岩虚拟支护力纵向分布曲线,进一步从围岩应力释放角度揭示了虚拟支护力与2类塌方事故的关系,并给出了塌方事故的控制要求。研究表明:(1)开挖面失稳塌方和关门塌方2类由围岩和结构失稳引发的隧道塌方事故在事故次数(68%)、死亡人数(53.7%)和涉险人数(68%)方面占比较大,其中关门塌方事故单次事故涉险人数最多,潜在危害最大。(2)隧道开挖面处的围岩虚拟支护力随着黏聚力的减小而降低,开挖面后方2倍半径处围岩的虚拟支护力已大部分释放(<5%pi)。(3)围岩变形和虚拟支护力释放的第2阶段内,围岩变形急剧,围岩虚拟支护力急剧释放且释放量较大,此阶段是隧道塌方控制的重点。

四轮轮毂电机电动汽车驱动力矩分配研究

为了使四轮轮毂电机电动汽车在对开路面行驶时能够充分利用路面条件,实现更大的驱动力矩,研究了车辆在对开路面行驶时所能达到的最大驱动力矩,基于模糊控制原理控制车辆的附加转角保证车辆行驶的稳定性,并根据驾驶员的驾驶意图制定了四轮驱动力矩分配规则。基于Matlab/Simulink搭建七自由度整车模型及整车驱动力矩分配器模型,仿真实验表明,所制定的分配规则能充分利用轮毂电机电动汽车四轮力矩独立可控的优势,在能分别达到四轮最大力矩的同时,使车辆稳定行驶。

高强轻骨料混凝土梁裂缝和刚度的试验与分析

在6根高强页岩陶粒混凝土梁和2根普通高强混凝土梁试验研究和相关分析的基础上,提出了高强页岩陶粒混凝土梁正截面承载力的计算方法。基于由试验数据分析得到的内力臂系数η的值和纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ的计算公式,提出了高强页岩陶粒混凝土梁的抗弯刚度、挠度和裂缝宽度的计算方法,供相关规程修订和工程实践参考。

Oblique and Multi-Directional Random Wave Loads on Vertical Breakwaters

Extensive 3-D model tests have been performed to study the effects of wave obliquity and multi-directionality on the wave loads acting on vertical breakwaters. The variation of horizontal and uplift forces acting on an unit length of a breakwater with wave direction, the longitudinal distribution of wave forces, as well as the longitudinal load reduction are analyzed. Some empirical formulae of the longitudinal distribution coefficient and the longitudinal load reduction factor are presented for practical use.