弹射冲击荷载下高速铁路路基振动加速度时频特性

高速铁路具有运营时速快、平顺性高等特点,将其作为列车机动发射站坪具有一定的优势,其振动加速度作为高铁路基结构破坏的关键参数有重要的研究价值.借助ANSYS有限元分析软件,结合弹塑性理论并引入三维一致粘弹性人工边界及其边界单元,建立半无限长无砟轨道-路基-地基非线性耦合静力学分析模型;在此基础上进行模态分析,得到了模型系统的振型、固有频率,进而建立了动力分析模型,并对比弹性地基梁板模型进行模型验证;基于上述动力分析模型,结合弹射冲击荷载得到了各结构层加速度时域信号;最后,基于EEMD-HHT变换对加速度信号进行时频分析.研究结果表明:各结构层加速度在荷载突变处取得瞬时加速度峰值,在0.17 s处取得加速度幅值;各结构层加速度成分主要分布在0~20 Hz,其中,2 Hz及10 Hz两处有明显峰值,且在2 Hz附近分布最为集中;自密实混凝土层、底座板、基床表层几乎没有发生加速度成分的吸收,而基床底层及以下有较大幅的吸收,因此,应重点关注0~20 Hz超低频范围内的基床表层及以上结构层的动力响应.

舰载机起落架弹射冲击试验研究

舰载机在弹射起飞时,由于弹射器的拖拽及发动机的推力作用,先后经历牵制杆释放、弹射滑跑以及弹射突伸等弹射冲击过程,弹射过程使得起落架在垂向及航向产生较大的振动响应,对飞机的操纵性及起落架的结构都会造成较大的影响。为研究起落架在弹射过程的动态响应特性,本文提出了一种舰载机起落架弹射冲击试验方案,在逆航向加载牵制载荷、在航向加载弹射牵引载荷以模拟真实的弹射冲击过程,在垂直方向通过仿升系统提供仿升载荷模拟真实飞机所受升力,最终完成舰载机起落架弹射冲击试验系统的搭建与调试,对起落架弹射冲击过程的动态响应进行研究与分析。

弹射冲击荷载下重载铁路路基动应力特征

借助非线性分析程序ANSYS/LS-DYNA3D,建立重载铁路轨道—路基—地基三维显式动力分析模型,引入三维一致黏弹性人工边界,采用梯形脉冲荷载模拟弹射冲击荷载,分析150~600 kN幅值的弹射冲击荷载作用时重载铁路路基系统的动应力特征。结果表明:路基系统的垂向动应力随时间的变化规律与弹射荷载基本一致;不同幅值弹射荷载作用下路基动应力沿线路横、纵向均呈对称分布,且弹射荷载幅值越大,动应力沿深度的衰减规律越接近指数型衰减;幅值为600 kN的弹射荷载在路基中的影响深度约为道床顶面以下8 m;随着弹射荷载幅值的增大,路基动应力的轮对效应及道床层对钢轨动力的分担作用均越来越显著;路基的动应力峰值与弹射荷载幅值大致呈线性关系;为满足弹射荷载下路基动强度的要求,若路基基床表层、底层和路基本体的填筑材料分别选用A组填料、碎石类填料和细粒土填料,则当弹射荷载幅值为600 kN时,三者的地基系数K30的建议值分别取390,310和135 MPa·m-1。

弹射冲击荷载下重载铁路路基动位移空间分布特征

为研究军用重载铁路路基动响应空间分布特征,通过高度非线性分析程序ANSYS/LS-DYNA3D建立了重载铁路轨道-路基-地基三维显式动力分析模型,并引入三维一致黏弹性人工边界;采用梯形冲击荷载模拟弹射冲击,探讨了不同幅值(150~600 kN)的弹射冲击荷载作用时重载铁路路基系统动位移的空间分布特征,通过Boussinesq弹性理论与林绣贤多层系统当量理论验证了数值模型的可靠性.结果分析表明:当作用在轨道上的弹射荷载开始进入卸载状态时,路基系统的竖向动位移达到最大值;结束卸载时,道床顶面存在一定量的残余变形,且残余变形随荷载幅值增长呈线性增长,增长速率约为0.60×10^(−2)mm/kN;在不同荷载幅值下路基动位移沿线路横、纵向均呈对称分布,动位移沿竖向近似呈直线型衰减,且衰减速率随着荷载幅值的增加而增大;荷载幅值越大,路基动位移的轮对效应及道床和基床对钢轨动力的分担作用均越来越显著;路基的动位移峰值与荷载幅值大致呈线性关系,道床顶面的动位移峰值随荷载幅值增长最快,增长速率约为1.27×10^(−2)mm/kN,基床表层与基床底层次之,增长速率分别约为1.23×10^(−2)、1.20×10^(−2)mm/kN,路基本体增长最慢,增长速率约为1.10×10^(−2)mm/kN.

弹射冲击载荷作用下沥青混凝土路面面层的损伤

沥青混凝土作为一种粘弹性材料一般只研究其疲劳损伤特性,冲击损伤研究较少。针对路面在弹射载荷作用下产生中低应变率响应的特点,采用Cauchy应变表达的三维简化ZWT(朱-王-唐)非线性粘弹本构模型以及应变率相关的损伤演化模型,建立了增量形式并将Kirchhoff应力转化为Cauchy应力,编写用户材料子程序嵌入有限元软件中。推导了恒应变率条件下含损伤的简化ZWT本构表达式,使用最小二乘法拟合出本构参数。分析了沥青混凝土场坪面层的冲击损伤,阐明了损伤变化规律、分布规律,为发射场坪的选择提供了一定参考。

空气弹簧弹射冲击性能影响因素研究

基于空气弹簧的非线性特性,建立一种流固耦合弹射模型,并通过弹射碰撞试验系统验证模型的准确性。基于该模型,研究初始压强、压缩位移对空气弹簧弹射冲击性能的影响,再现了空气弹簧在弹射过程中的往复振荡现象,同时表明通过调整初始压强和压缩位移能够显著提高弹射冲击性能。进一步,通过改变模型加强筋参数,分析帘线角、帘线层、帘线间距、帘线直径和距中性面距离等参数对空气弹簧弹射冲击性能的影响。结果显示,帘线参数对弹射冲击性能的影响有限,但帘线层数的增加可显著提高空气弹簧稳定性。分析结果有助于拓宽空气弹簧的工程应用范围,促进相关碰撞测试的开展和车辆被动安全性能提升。

飞机怎样弹射救生

自1903年美国莱特兄弟首次实现了动力飞行之后,在飞机失事时如何挽救飞行员的生命便提上了议事日程。法国于1917年首先把降落伞用于军用飞机。"一战"期间,约有800名气球观测员从失事的气球上跳伞获救。"二战"时,战斗机的时速已提高到600千米以上,只靠飞行员的体力爬出座舱跳伞逃生越来越困难,德国首先开始了对飞行弹射座椅的研究并率先用于实战。战后,弹射座椅在英国、美国、瑞典等国迅速发展,成为高速军用飞机必不可少的救生设备。

路基本体材料参数敏感性分析

为研究影响铁路轨道-路基结构动力特性的因素,文中通过有限元仿真分析,建立三维模型,研究路基本体材料不同的阻尼比、泊松比、弹性模量、黏聚力和内摩擦角参数下轨道-路基动力特性,对比分析各参数对轨道-路基动力特性影响程度。结果表明:各结构层动力特性对路基本体材料参数的敏感性依次为弹性模量、凝聚力和内摩擦角、泊松比、阻尼比。

舰载机环境分析及环境试验技术探讨

针对舰载机与陆基飞机在服役环境上的差别,分析了舰载机面临的特殊停放环境和使用环境;通过对舰载机环境试验国内外现状的分析,指出了我国舰载机环境试验目前存在的问题;最后对舰载机环境试验项目及弹射起飞和拦阻着舰冲击试验、酸性盐雾试验、综合环境试验等舰载机特殊环境试验技术进行了简要讨论,并提出建议。