振动标线设置对连续梁桥的挠度冲击系数影响研究

为了研究振动标线设置对长大坡桥梁结构挠度冲击系数的影响,以30 m连续箱梁桥和五轴车辆为研究对象,基于实际振动标线结构形式进行不平顺度模拟,建立车桥耦合振动方程。借助ANSYS及APDL语言,采用直接积分法进行求解,得到了不同跨中位置挠度时程曲线和冲击系数,研究了振动标线数量、组间距和位置对连续梁桥不同跨中截面挠度冲击系数的影响。结果表明,设置振动标线后连续梁桥挠度冲击系数均大于规范值,且最大值为规范值的2.40倍;振动标线组数增加对下坡方向第一跨跨中位置挠度冲击系数影响不大,但对第二跨跨中挠度冲击系数有较大影响;随着振动标线组组间距增大,不同跨中截面挠度冲击系数变化规律不同;振动标线设置位置对不同跨中截面挠度冲击系数有一定影响;当振动标线组数为6时,首条振动标线宜选择距梁端距离4 m位置,振动标线组间距宜为4.5 m,当振动标线组数为4或5时,需根据不同跨径布置选择相应的振动标线设置形式。研究结论可为桥梁结构中振动标线的设置提供参考。

考虑功率变化的过负荷输电线路热稳安全裕度计算方法

随着电网互联复杂程度的提高,热稳定性已成为限制电网输电能力的主要因素。特别是在输电线路过负荷情况下,现有方法忽略了线路功率变化引起的动态热特性,使得线路热稳安全裕度计算存在误差,可能导致保护过早动作而切除线路,甚至威胁整个电力系统的安全稳定运行。为此,本文分析了影响输电线路温升过程的因素,建立了机组运行方式、功率调节与过负荷线路功率之间的灵敏度模型,并结合线路动态热平衡方程,提出了一种考虑功率变化的过负荷线路热稳安全裕度计算方法。算例表明,该方法充分考虑了过负荷线路功率变化对热稳定性的影响,在确保输电线路安全运行的同时,能最大限度地延迟保护的动作,从而减小停电范围和连锁故障。

基于美国船级社“DLA”船级符号要求的超深水钻井船的水动力分析

以超深水钻井船为例,介绍符合美国船级社“DLA”（dynamic loading approach）船级符号要求的水动力分析方法;运用美国船级社开发的DLA/SFA FOS综合软件系统,对该船波浪载荷进行预报,推导出不同工况下的等效设计波;对工作水深达到3 500 m,钻井深度达到15 000 m的新型超深水钻井船,利用FEMAP和NASTRAN程序进行全船有限元模型的应力分析计算,对结构强度进行评估.

移动车辆荷载作用下大跨径连续梁桥动力响应研究

针对移动车辆荷载作用下公路桥梁动力性能设计与评价方法不足的问题,以依兰松花江公路大桥为例,运用自编程序,分析不同车辆荷载工况下桥梁冲击系数与振动加速度等动力响应指标的变化规律。结果表明,冲击系数随车辆纵向间距与车速的变化规律一致,均呈波动上升趋势;多车道时,若桥面不平整度沿横向变化不明显则冲击系数与车道数基本无关;大跨径桥梁不同部位的冲击系数有别,现行规范所采用单一断面的冲击系数计算全桥设计荷载方法的合理性值得商榷;在固定车距下,冲击系数随着加载效率的增大而呈下降趋势;振动加速度与冲击系数具有高度相关性。本文所得结论为移动车辆荷载作用下桥梁动力性能设计与评价提供了一定的依据。

公路路桥过渡段搭板设计参数优化

以车轮动荷载系数、桥面与引道路面容许台阶高度作为控制指标,建立七自由度车辆模型和过渡段三维动力学模型,分析桥头搭板的不同参数组合下车辆和过渡段的动力特性,提出搭板的优化设计参数,包括搭板厚度、弹性模量、长度和埋深.结果表明,考虑错台时,板厚不小于30cm,弹性模量不小于2.8×10~4 MPa,长度为8.3m能够满足桥头轻微跳车的要求和B级路面的后轮动荷载系数标准;弹性模量为2.8×10~4 MPa,长度为8.3m的条件下,板厚不小于45cm时能够满足A级路面的后轮最大动荷载系数标准;不考虑错台时,板厚为30cm,弹性模量为2.8×10~4 MPa,长度不小于8.3m时能够满足B级路面的前、后轮动荷载系数标准;搭板的埋深对路基累积沉降的影响不显著.建议搭板材质选取C25,长度、厚度分别不小于8.3m和30cm,埋深不大于0.1m,以满足车轮动荷载系数和桥头轻微跳车的要求.

基于动载试验荷载效率的简支梁桥冲击系数研究

为对中小跨径简支梁桥冲击系数进行评价,建立轻荷载作用与等效设计荷载作用下冲击系数的关系。采用五自由度三轴平面车辆模型,以标准跨径的简支小箱梁桥为研究对象,建立车桥耦合振动方程,采用ANSYS软件二次开发语言APDL进行仿真求解。通过荷载等效原理,将设计荷载的车道荷载还原为等效的多辆重车荷载,进行准设计状态分析;基于动载试验荷载效率研究单辆车作用下各片主梁冲击系数的变化规律,对比分析不同因素对冲击系数的影响规律;最后提出基于动载试验荷载效率的轻荷载冲击系数修正方法。结果表明:现行规范取值的冲击系数偏不安全,但在桥面状况良好和低速行驶时安全性较高;冲击系数随动载试验荷载效率增大而减小,通过轻荷载所得的冲击系数直接与规范值对比没有实际意义;轻荷载的冲击系数经过修正后可还原为准设计状态下冲击系数。研究结论可为中小跨径桥梁设计提供参考,同时为桥梁动载试验的评价方法提供依据。

基于低通滤波的连续刚构桥冲击系数试验研究

为了明确特殊桥梁冲击系数测试方法及其适用性,以高墩大跨连续刚构桥为研究对象,通过现场随机车流试验获得了典型截面的应变时程曲线,研究了低通滤波限值对桥梁结构最大动态响应及冲击系数的影响,基于传统试验法及加权平均法分析了不同滤波限值下的应变冲击系数,通过对比分析给出了合理的滤波上限值及计算应变静态分量时的截止频率值。研究结果表明:不同的低通滤波值对应变冲击系数计算值有影响;采用传统定义法计算冲击系数,1 Hz可作为该类结构求近似静态应变响应的低通截止频率;采用加权平均法计算高墩大跨连续刚构桥这类特殊结构的冲击系数时,对时程曲线不进行低通滤波处理就可以满足实际工程精度要求。

大型车辆运输船整船结构分析方法研究

车辆运输船具有载荷预报难度大、结构设计复杂和强度要求高的特点。以一艘大型车辆运输船为研究对象,对整船分析过程中的主要关键技术问题进行了研究,包括:车辆运输船整船建模原则和方法、船舶运动惯性加速度和惯性角加速度的直接计算、海水波浪动压力直接预报、整船结构强度分析和局部结构细化计算等。借助于PATRAN/NASTRAN、SEASAM和中国船级社(CCS)的专用水动力软件,采用动态载荷直接计算法(DLA),使整船模型自动处于平衡状态。对目标船进行了整船强度直接计算,进一步对局部应力集中区域进行了详细结构细化分析。

动力系数的影响因素试验研究

本文用实测数据分析了影响公路桥梁动力系数的主要因素,并扼要地阐述了动力系数变化的机理。实验表明,动力系数最大值集中在结构固有频率某一范围,并非与跨长成单一的函数关系。根据29座桥梁的实测值初步建立了动力系数包络图。

战斗机机载设备最佳加载量的计算研究

在满足战斗机战技指标的前提下 ,运用运筹学中的动态规划方法对战斗机机载设备的最佳加载量进行了计算研究。解决了战斗机在加装火力设备和电子对抗设备时的资源合理分配问题 ,并结合工程应用 ,提出了实际加装的可行性建议。

基于空间桥面不平顺的简支梁桥冲击系数研究

为研究空间桥面不平顺对桥梁冲击系数的影响,文章采用功率谱密度函数模拟桥面不平整度,以简支梁桥为研究对象,基于手机加速度采集客户端进行车辆行驶轨迹随机条件下的桥面不平整度测试,构建空间桥面不平整度模型;在此基础上模拟车辆的随机行驶轨迹,得到不同行驶速度下500组桥梁动态响应,分析了桥梁冲击系数在车辆随机行驶轨迹下的概率分布模型以及在不同车速下的变化规律;基于现行不平整度规范,采用三角函数叠加法对不同等级桥面不平整度进行数值模拟,对比研究了车辆行驶单线程、行驶轨迹随机以及现行4个国家设计规范的冲击系数。研究结果表明:随机车辆行驶轨迹下,车速由5 m/s增加到25 m/s,冲击系数均值由0.130增加到0.311,冲击系数均值、标准差和极值整体随车辆行驶速度增大呈递增趋势,但当车速较大时,冲击系数增加缓慢,甚至出现减小趋势;同一车速不同车辆行驶轨迹条件下所得冲击系数样本服从正态分布;基于空间桥面不平整度和随机车辆行驶轨迹下冲击系数大于车辆单线程行驶条件下的冲击系数,当车速为25 m/s时两者最大相差20%;相同车速条件下,随着桥面状况等级变差,冲击系数呈明显增大趋势。研究结果可为桥梁结构动态性能评估提供参考。

大型集装箱船在斜浪工况下的扭矩特征研究及结构强度分析

随着大型集装箱船的发展,针对斜浪条件下扭矩载荷特性及其结构强度的分析研究日益重要。本文采用选定的某大型集装箱船开展动态载荷(DLA)分析,建立了水动力湿表面计算模型和质量模型,研究基于扭矩传递函数和主要载荷控制参数的斜浪设计波参数确定方法,分析超越概率水平对扭矩载荷计算结果的影响。考虑典型斜浪参数和超越概率水平,分析对比DLA扭矩与船舶规范(ABS和HCSR)扭矩的差异及原因,提出集装箱船扭矩载荷计算与应用的建议。在此基础上,选定3个斜浪计算工况(45°,60°和75°)开展结构强度分析,通过分析应力计算云图,研究扭矩载荷下船体结构响应的关键位置及其应力趋势。该研究可为大型集装箱船结构设计过程中船体梁扭转强度计算、舱口角隅设计、抗扭箱强度评估等方面提供有益的参考。

滚轮轴承最大允许动载荷的计算

以NUTR类滚轮轴承为例,介绍了其主参数及外圈截面参数,分析了外圈的受力情况,得到外圈最大边缘应力所在位置及其计算方法,并通过实例分析得到:最大允许动载荷是根据最大允许边缘应力计算,且推导出滚轮轴承最大允许动载荷的计算方法。

斜浪条件下大型集装箱船扭矩特征及结构强度研究

随着大型集装箱船的发展,斜浪条件下的扭矩载荷特性及其结构响应日益重要。以某大型集装箱船为研究对象,建立水动力湿表面计算模型和质量模型,研究基于扭矩传递函数和主要载荷控制参数的斜浪设计波参数确定方法,分析不同超越概率水平下扭矩计算值的规律。考虑典型斜浪参数和超越概率水平,分析水动力计算扭矩与船舶规范(ABS和HCSR)扭矩的差异及原因,提出集装箱船扭矩载荷计算与应用的建议。通过计算45°,60°和75°斜浪条件下的船体结构应力云图,识别斜浪作用下船体结构响应的关键位置,可作为大型集装箱船结构设计过程中船体梁扭转强度计算、舱口角隅设计、抗扭箱强度评估等的参考。

基于悬锤系统的简支梁桥冲击系数测试方法适用性

为研究悬锤系统在桥梁动力测试中的应用,以标准跨径简支梁/板桥为对象,采用理论推导、数值模拟与试验验证相结合的方法开展研究。首先,根据达朗贝尔原理推导了车-桥-悬锤系统耦合振动理论方程;然后,基于ANSYS软件编制分析程序进行数值计算,研究悬挂长度、铁丝直径、弹性模量以及悬锤质量对悬锤法测试冲击系数结果的影响,并与支架法测试结果对比,结合响应面分析,针对不同桥型提出了悬锤系统参数选型建议;最后,选取一座30 m简支箱梁桥进行动载试验,分别采用支架法与悬锤法测试挠度冲击系数,验证本文参数选型。结果表明:铁丝直径和悬锤质量交互作用显著;为满足悬锤法与支架法测量冲击系数差值小于5%的要求,铁丝直径以及悬锤质量的最佳取值应随悬挂长度增加而增大。

不同石墨含量铜基摩擦材料耐热特性及摩擦性能研究

针对铜基摩擦材料耐热性能不足导致的摩擦片服役寿命受限这一问题,采用粉末冶金方法压烧了3种不同质量分数石墨的摩擦材料试样,主要研究了石墨含量对材料耐热性能及摩擦磨损性能的影响及其作用机制。表面形貌分析表明,随着石墨含量的增加基体连续性先增加后降低;热分析结果表明,石墨含量对热学性能的主要影响在于因石墨过量产生的团聚现象导致的界面传热下降;摩擦磨损试验结果证实,随着石墨含量的增加,试样耐热性能明显提升,材料基体的强度得到增强,但是却导致试样磨损率及动摩擦因数上升。

桥梁冲击系数理论研究和应用进展

为推动桥梁冲击系数理论和应用研究的进一步深入开展,从计算方法、理论与数值模拟、现场试验与测试3个方面系统梳理国内外公路、城市和铁路桥梁工程领域冲击系数(或动力系数)的研究进展,并探讨其不足和发展趋势。计算方法方面,从桥梁冲击系数的定义出发,详细阐述典型国家最新规范冲击系数表达式;理论与数值模拟方面,分析了车辆参数、桥梁参数、桥面不平整度(或轨道不平顺)等对桥梁冲击系数的影响;现场试验与测试方面,分别综述了冲击系数的测试方法、数据处理手段及相关试验研究成果。研究表明:各国公路与铁路桥梁规范的冲击系数(动力系数)多由试验统计回归得到,但计算公式各不相同,公路桥梁冲击系数表达式较为简洁,铁路桥梁冲击系数计算公式较为复杂;有限元技术以及车-桥耦合振动理论的发展使得结构动力响应的数值模拟和求解更加精确化和高效化;中小跨径桥梁的整体冲击系数及大跨径桥梁中吊杆、拉索等局部构件的冲击系数是研究重点;影响冲击系数的各因素之间存在交叉影响,需要对不同结构、不同效应及不同截面的冲击系数进行现场试验测试和概率统计分析;设计规范中的冲击系数值不宜作为实际桥梁动力使用性能的直接评价指标;需要建立冲击系数试验分析技术的标准;非接触、抗干扰、高精度是今后冲击系数测试技术的发展方向。

基于双向算法的湖库允许纳污负荷量计算及案例

为了加强湖库流域水环境保护与污染负荷排放管理,支持湖库控制单元允许纳污负荷量的计算和污染负荷分配决策的制定,在总结国内外环境容量相关研究的基础上,针对现状水环境总量控制技术中允许纳污负荷计算与分配环节存在的问题,提出基于双向算法的湖库允许纳污负荷量计算方法.并以EFDC(environmental fluid dynamic code)水环境模型为核心,通过模型概化、参数率定等建模技术与方法的研究,利用估算与精算相结合的方法制定排污情景,并应用模型完成情景分析.应用多次情景试算、分析的方法,制定优化的排污情景,从而计算出湖库允许纳污负荷量.最后以辽宁省柴河水库为实证区进行方法的应用,证明了方法具备科学性与计算精度.

基于预紧弹簧系统的桥梁挠度冲击系数量测方法

为了提高桥梁挠度及冲击系数测试的稳定性,在传统悬锤法基础上,基于弹簧预紧效应,提出了预紧弹簧法。首先依据车-桥耦合振动理论,以简支梁桥为对象推导了车辆-桥梁-预紧弹簧耦合振动方程,进行了室内试验和系统数值验证;在此基础上分别建立了车辆-桥梁-悬锤系统和车辆-桥梁-预紧弹簧系统的有限元模型,利用数值解法分析了横向风荷载对悬锤法和预紧弹簧法测量主梁挠度及冲击系数的影响;根据建立的车辆-桥梁-预紧弹簧耦合振动系统,研究了影响该方法精度的关键性因素,并给出系统参数选型优化经验公式。最后,以一座30 m预制装配式简支箱梁桥为例,在随机车载激励下,进行支架法、悬锤法和预紧弹簧法3种方法的对比试验。研究结果表明:预紧弹簧法与传统悬锤法相比,冲击系数受风荷载影响较小;无风环境下,预紧弹簧法易受铁丝抗拉刚度、弹簧刚度和悬挂长度的影响,而与初始预紧力值无关;通过合理选用参数,预紧弹簧法能够实现主梁与系统同相位振动;工程实例表明该方法与支架法挠度冲击系数平均误差为6.1%,精度高于悬锤法测量结果,该方法也可为桥梁结构静动载大位移测试提供借鉴。