路基振动压实响应特征分析与指标适用性

振动压实是高速公路路基压实施工的重要工程工法之一,可以快速有效地提高路基材料的强度和整体稳定性,同时基于振动压实的连续压实控制技术为路基压实质量的检测与管控提供了新的技术手段。为探究路基振动压实过程中的振动轮响应特征,以及常用的谐波比类压实质量实时评价指标在不同压实阶段的适用性,通过对振动轮-路基系统进行作用分析,分别构建了接触与脱空两种工况下的动力学模型,通过引入阶跃函数δ(F c)实现两种工况下动力学方程的统一构建,并利用Simulink对该动力学方程进行仿真,基于仿真结果对振动压实响应特征和指标适用性进行分析。研究结果表明:路基压实过程可根据振动轮-土体接触力变化周期T_(c)与激振周期T_(0)的比较分为T_(c)=0、T_(c)=T_(0)、T_(c)=2 T_(0)、T_(c)>2 T_(0)4个阶段,在T_(c)=T_(0)阶段会出现整数倍的谐波信号且谐波幅值会随着土体刚度增加而增大,在T_(c)=2 T_(0)阶段会出现0.5倍次谐波信号;CCV(compaction control value)、THD(total harmonic distortion)指标相较于CMV(compaction meter value)指标在压实全过程具有更好的适用性,RMV(resonance meter value)指标能够精准反映出压实过程达到阶段三(T_(c)=2 T_(0))。

考虑碾压状态的振动压路机-路基耦合动力学分析

为了研究振动压路机钢轮在振动压实作业不同阶段的动力学响应,引入状态向量σ来描述钢轮与路基之间的相互作用,引入塑性参数ε来描述路基的弹塑性状态,建立了振动压路机-路基耦合动力学模型。基于该模型,采用数值积分的方法,得到了钢轮响应的时间历程、相图、频谱、庞加莱截面、分岔图等,对不同塑性参数路基上钢轮的动态响应进行了分析。结果表明:随着压实作业的进行,振动压路机钢轮会经历“单周期运动-倍周期运动-混沌运动”的动力学演化,在单周期运动时存在与路基持续和周期性失去接触的工况,在倍周期以及混沌运动时出现“跳振”现象。

浮筒辅助大型导管架结构整体拆除上浮过程动力响应特征研究

浮筒辅助大型导管架结构整体拆除作业是一个连续过程,作业过程中拆除系统的动力荷载及动力参数均会发生显著变化,传统基于某一稳定状态的结构动力响应分析方法不能准确预测拆除系统上浮过程中的动力响应。通过建立浮筒辅助大型导管架结构整体拆除上浮过程动态分析模型,对拆除系统上浮过程的动力响应特性进行研究。结果表明,整体拆除动态分析模型可以准确描述拆除系统上浮过程中浮筒及导管架浮力变化对上浮高度的影响机制,拆除系统上浮高度约为不考虑浮筒和导管架浮力变化时的90%。此外,浮筒辅助大型导管架整体拆除方法的动态稳定性较强,四级海况下拆除系统的最大偏移量仅为4.2 m,有较好的工程应用前景。

潜孔钻机钻进过程动力学模型及特性分析

针对潜孔钻机在钻进过程中关键部件耦合振动的问题,将潜孔钻机简化为多自由度多弹性系统,基于拉格朗日方程构建潜孔钻机钻进过程动力学模型,分析钻机钻进过程中的位移、振动加速度,并通过动力学分析软件ADAMS对钻进过程进行刚柔耦合动力学求解,利用后处理程序PostProcessor对钻杆在垂直和倾斜条件下的加速度曲线进行傅里叶变换,得到相应的功率谱密度分布情况,分析垂直与倾斜工况下钻杆的动力响应特征。研究表明:受煤岩突变等因素影响,在垂直钻孔时钻杆加速度存在瞬时峰值响应,但不影响整体振动特征;倾斜钻进过程的振动加速度强于垂直钻进过程的振动加速度,钻杆三向的振动加速度最大值依次为4、100、80 m/s^(2)。

振荡压实的动力学过程及其响应特性的研究

振荡压实是８０年代中期出现的一种新的压实技术，它利用在材料中产生的快速交变剪应力使材料的颗粒重新排列而变得更加密实。本文分析了振荡轮与地面相互作用的特点以及分阶段建立动力学模型的可行性。讨论了振荡轮在土壤上工作的动力学过程和系统在频率域和时域的响应特性。

振荡压实机动力学模型的建立及幅频特性研究

在确立了振荡压实动力学模型的基础上,对振荡压实过程中压路机的幅频特性进行了大量现场试验,提出了动力学模型中被碾压材料的刚度和阻尼的动态识别方法.通过对动力学模型的计算机仿真试验来模拟实际试验曲线,对不同的刚度和阻尼用试凑法求取拟合曲线,从而可确定出刚度和阻尼数值.研究结果表明,实际幅频特性的变化趋势凸显了振荡轮与热沥青混合料相互作用理论模型中二个自由度系统的特征,利用动态识别方法所确定的刚度和阻尼与压实过程中被碾压材料的实际变化趋势相近.

基于实测响应空间的负荷动特性分类原理与方法

负荷特性的分类与综合是解决负荷建模中时变性难题的有效途径。于是基于随机过程相关性原理,提出了一种基于实测响应空间的负荷动特性分类方法。该方法以负荷动特性的实测响应空间为特征向量空间,对各个样本的实测响应进行时间坐标的标准化,以计算实测响应空间各样本间的相关系数,并采用系统聚类法按相关系数值进行特性分类。实测响应空间具有能够直接、准确地反映负荷构成的本质特征的优点,一工程应用实例证明了该方法正确有效,实现简便。

青藏高原腹地东西分区和界带的地球物理场特征与动力学响应

青藏高原是东亚大陆一个特殊的块体,无论是介质属性,还是构造格局在深部与浅部都是不均匀的和各向异性的,其演化进程也是非线性的.基于综合地球物理场研究发现:青藏高原在NS向挤压和EW向扩张错综力系作用下,形成了东、西分区的构造格局,它们的界带位于900±20E的范围内,即表明青藏高原基本上为由三块(西、中、东)组成.在此界带与其东、西两侧的重力场、地磁场、地热场、地震波场、深部介质与结构和其物质组成的属性均存在着显著差异,表征出分区(界)的特异深层过程和动力学响应.

平台运动下悬垂立管动力响应及疲劳损伤特性试验研究

悬垂立管因其经济性被广泛应用在深海油气开发中。悬垂立管在顶端平台运动作用下,会不断产生横流向以及顺流向动力响应,循环累积造成疲劳损伤。为了研究悬垂立管在平台运动作用下的疲劳损伤特性,开展了大尺度悬垂立管模型试验。采用小波分析、模态分析、雨流计数法等方法处理分析试验数据。分析平台运动下无内流作用下大尺度悬垂立管动力响应及疲劳损伤特性,发现横流向弯曲应变结果较为复杂,局部呈现行波特性,主导频率具有时变性。相比之下,顺流向弯曲应变结果比较有规律性,整体呈现行波特性,主导频率不具有时变性,并始终保持与顶端平台运动频率相同。平台运动引发的悬垂立管涡激振动疲劳损伤和KC数有关。各点面内疲劳损伤值延管长分布趋势和面内应变RMS延管长分布趋势相似。横流向(CF方向)的疲劳损伤的数量级为顺流向(IL方向)的10-2倍左右。

新洋港河口悬沙特征与再悬浮过程

中小型入海河口由于数量众多、分布广泛,其沉积动力学特征对于河口区的地貌环境演化等具有重要意义.新洋港河口是江苏淤泥质平原海岸上的典型中小型建闸河口,本文通过在新洋港河口进行的高精度三船同步现场观测,研究了河口的悬沙特征及沉积物对再悬浮作用的响应状况.结果表明,潮周期内悬沙浓度变化显著,涨潮及开闸放水期间悬沙浓度较大,最大平均悬沙浓度达1.45g·L^-1;而在其它时间段内悬沙浓度较小,从口门至闸门悬沙浓度有逐渐增大趋势.潮周期内典型时刻悬沙垂向分布符合＂L型＂分布特点,表、底层悬沙浓度差异显著.在有径流下泻期间,悬沙浓度垂向变化较为均匀,水体混合作用显著.悬沙平均粒径介于5～10μm;悬沙组分以粉砂为主,平均含量在70%以上.闸下及入海口区域再悬浮作用显著,最大再悬浮通量为10-4～10^-3 kg·m^-2·s^-1,从口门至河闸呈递减趋势;同时,悬沙出现粗化现象,砂组分含量增加.

振荡压实对桥梁结构物的影响研究

振荡压实是利用在材料厂中产生的快速交变剪应力使材料的颗粒重新排列而变得更加密实。通过振荡压实与振动压实对桥梁结构的振动的对比试验,分析了这2种作业方式对桥梁结构物的影响,论证了振荡压路机在桥梁压实中的优越性。

碾压混凝土坝成层软弱结构水弹性试验模拟

面向碾压混凝土坝流激振动问题精细化模拟研究的需要,总结了碾压混凝土坝成层结构的特性,并基于水弹性模型试验,对碾压混凝土坝的成层软弱结构模拟方法进行了研究,提出了带碾压成层结构水弹模型模拟的6条相似准则和3种碾压成层结构水弹模型的黏合模拟方式。基于频响函数原理,对5组模拟试件的冲击振动信号及频响函数进行分析,评估了不同模拟方式下试件的动力响应特性。结果表明:混凝土成层软弱结构采用由下至上分别为下层铣厚橡胶、硫化型橡胶黏合剂、低弹模薄层橡胶、硫化型橡胶黏合剂、上层铣厚橡胶的模拟方式,模拟结果符合理论规律。

基于遗传算法精密机床立柱的多目标优化

立柱是机床的核心部件之一，其动态特性是决定超精密机床加工精度的重要因素之一。以精密光纤微V沟磨床的立柱结构作为研究对象，通过仿真实验的方法给立柱的刀具磨削点上施加谐响应力，获得立柱在0～175 Hz下的动态响应参数。综合利用中心复合实验设计、响应曲面法、多目标遗传算法对立柱结构的最大谐响应振幅、立柱的质量及一阶固有频率为目标变量进行多目标优化，获得立柱设计变量的Pareto解。结果表明：经过多目标优化设计后，立柱质量没有增加的前提下，立柱的最大响应振幅大大降低，从而提高立柱的动态刚度和机床的加工精度。

复杂结构装配质量检测与缺陷识别的频响特性方法研究

复杂结构由于其连接子结构种类繁多、连接关系复杂,特别是经过一段时间的工作,连接件出现松动和变位,导致其装配质量劣化。对此,提出一种基于频响特性分析方法,探索其在复杂结构装配质量检测和缺陷识别中的应用。通过对主要机构转换环节布置冲击激励和振动响应传感器,采用便携式采集分析系统同步采集冲击激励、振动响应信号,信号经相干修正预处理后,建立激励和各响应信号的频响函数关系模型。通过差异比较法,分析正常工况和待检复杂结构的频响函数特征参数,研究结构的装配质量问题。经对某综合传动装置及某供输弹机构实验结果分析表明,该方法能有效对复杂结构装配缺陷进行检测。

基于舵面振荡激励试飞的飞机动特性识别与修正

目的通过试飞的方法,识别飞机的动态特性,包括模态频率、舵面效率、阻尼等,用以修正飞机的动响应分析模型。方法舵面振荡虽然是电传操纵飞机的一种故障情况,但是可以主动地应用于试飞,作为频域激励施加于飞机上,获得飞行状态下飞机的频响特性。通过对比试飞数据和模型分析结果,识别并修正动响应模型的模态频率、舵面效率、阻尼等参数,来建立更接近实际飞机的动响应分析模型。结果舵面振荡激励试飞数据与动响应模型振荡分析的结果在趋势上较为一致,通过对动响应模型参数的识别和修正,提高了动响应模型的准确度。结论舵面振荡激励作为一种频域激励,是飞机地面共振试验(GVT)的补充和发展,可便捷地应用于飞机的试飞试验,从而识别和修正动响应分析模型。

相对密实度及激振频率对可液化场地动力响应特性影响数值模拟研究

基于Finn孔压模型,探讨相对密实度和激振频率对可液化场地动力特性的影响。研究结果表明:相对密实度小的场地最大超静孔压比更大,松散场地振动时需要耗散的能量大于密实场地;场地响应加速度放大系数与相对密实度呈线性正相关;液化后的松散场地对加速度有隔振作用,密实场地会放大加速度;埋深越大的砂土所受围压越大,砂土结构越不易破坏,液化程度越小;输入自由场地的激振频率越大,响应加速度放大系数越小,场地越不易液化。

某在建地铁车站动力特征响应分析

按照建筑结构荷载规范,选取了昆明某在建地铁的最不利荷载工况,基于ANSYS有限元软件,对该地铁车站进行了地震作用下的动力时程分析,结果表明:该地铁车站整体位移很小且振动非常稳定,在该地区能够实现"小震不坏,中震可修,大震不倒"抗震设防原则。

不同温湿路径下压实黏土的土-水和动力响应特性

以黑龙江黏土为研究对象,按照3种不同的路径(干湿—冻融路径、冻融—干湿路径、交叉的干湿冻融路径)施加了温湿作用,对比分析了不同温湿路径下压实黏土的微观结构、土-水特性、累积塑性应变(ε_(p))和回弹模量(MR)的演化规律。结果表明:①温湿作用后土体内宏观孔隙发育,微观孔隙收缩,持水能力降低,脱湿速率增大。多次温湿作用后,经不同温湿路径的试样具有相似的微观孔隙结构及土-水特性;②ε_(p)和M_(R)在高含水率下对湿度变化(包括含水率w和吸力s)更敏感。冻融循环后,ε_(p)对湿度的敏感性显著增加,MR对湿度的敏感性显著降低;③温湿作用后土体的M_(R-s)关系呈现非线性特征,M_(R-w)关系呈现线性特征。长期温湿作用后,不同温湿路径对ε_(p)和MR的影响差异较小;④基于非饱和土力学原理建立模型,较好地预测了不同温湿路径下MR随湿度的变化规律。

鄂尔多斯东胜体育场开合屋盖结构设计

在鄂尔多斯东胜体育场设计中,提出开合屋盖系统的预期性能特征和设计标准,包括机械装置和控制系统的性能标准,用于指导驱动控制元件的设计和开发,并确保屋盖在整个使用年限中的适用性。鄂尔多斯东胜体育场开合屋盖由两个单元块组成,每片开合屋盖沿跨度方向共设置4道主桁架,采用三角形截面空间桁架,主桁架的平面布置与固定屋盖的主桁架完全对应。沿开合屋盖纵向布置两道桁架,增强主桁架的侧向稳定性,并为尾部的弧形造型提供支撑条件。每片开合屋盖两侧各有7个台车安装于边桁架下方,开合屋盖通过台车、轨道等部件将开合屋盖的风荷载、温度和地震作用等顺利地传递到固定屋盖上。开合屋盖的结构形式与屋盖开启方式紧密结合,具有较大的变形适应能力。严格控制开合屋盖的结构自重,选择膜材作为围护结构,减小驱动动力需求。对屋盖开启过程中结构的变形特点与台车反力的变化情况进行了详细分析,并对开合屋盖的动力特性与地震响应进行了全面计算。

碾压混凝土重力坝地震动力分析

结合龙滩碾压混凝土重力坝，采用有限元动力分析方法，分析了碾压混凝土重力坝的动力特性和地震动力响应，研究了碾压混凝土重力坝地震动位移和地震动应力的分布规律．