基于沥青混合料动态模量主曲线参数的沥青路面结构分析

为研究沥青混合料动态模量主曲线参数变化以及交互作用对沥青路面结构响应的影响,采用有限元方法建立沥青路面结构三维模型,并开展半刚性基层和柔性基层沥青路面结构计算;以动态模量主曲线参数δ、α、β、γ为影响因素,以沥青层底最大拉应变、路基顶面竖向压应变为响应目标,采用响应面法(RSM)建立动态模量主曲线参数与沥青路面关键结构响应的响应面模型,分析主曲线参数及其交互作用对沥青路面结构关键响应的影响。结果表明:动态模量主曲线参数对结构关键响应的影响受响应类型和路面结构类型的共同影响,其中参数δ的影响最大,α次之,β、γ的影响相对较小。半刚性基层路面结构的沥青面层层底拉应变和路基竖向压应变不受参数间的交互作用影响,参数α和β的交互作用对柔性基层路面结构的路基竖向压应变影响显著。

考虑高速列车动态响应的轨道几何界限检测方法研究

高速列车在行驶过程中的安全问题至关重要,任何轨道几何界限检测系统的误差都可能导致严重的安全事故,因此对列车系统的稳定性和准确性要求较高。为此,考虑高速列车动态响应工况下,提出一种轨道几何界限检测方法。根据列车的移动荷载,构建高速列车动力响应模型对列车轨道的无关点云数据完成移除,通过曲率曲线近似模型实现对轨道几何界限的检测。实验结果显示,研究方法下的轨道几何图像的灰度值与原图像的接近程度更高,能够准确检测出轨道运行的几何特征。

气体波动引起的弯曲流道气波机振荡管结构动态响应研究

弯曲流道气波制冷机内气体波动引起的振动行为复杂,而二维数值计算不能对其进行真实的模拟,且实验过程中难以采集气波机的振动信号。为了解决以上问题,对弯曲流道振荡管结构动态响应进行了研究。首先,基于流固耦合数值模拟方法,开发了双开口弯曲流道气波机波转子三维非定常流体流动模型,并对模型进行了可靠性验证;然后,采用傅里叶变换技术提取了振荡管内不规则压力激励载荷,分析了非定常流体激励载荷时域和频域分布规律;最后,分析了波动压力下振荡管结构的动态位移场和应力场,计算了气波机波转子系统固有频率,与相同参数下的直流道振荡管进行了对比。研究结果表明:相对于直流道振荡管,弯曲流道气波机振荡管的最大振幅增加了1.74倍,不利于结构安全运行,但幅值在10-2 mm以下,满足工程设计要求;虽然,振荡管插片振动频率与流激力载荷频率相近,但远离波转子结构的固有频率,因此不会引发结构共振和激烈的强迫振动,能够确保气波机安全平稳地运行。

螺纹井眼测井曲线校正方法研究进展

在钻井中,受地层非均质性、各向异性等地质因素和钻井参数等工程因素的影响,钻头在破岩过程中因受力不均而形成螺旋状不规则井眼的现象已较为常见。螺纹井眼环境下的测井仪器不能产生正确的地层信息响应,测井曲线失真,呈周期性高频齿状特征。分析了螺纹井眼的形成机理,讨论了螺纹井眼效应对各类测井曲线的影响,总结了目前螺纹井眼效应下测井曲线校正方法及其优缺点。研究认为,基于测井曲线特征的包络线校正法操作简单,但理论依据欠充分且校正精度低;套前套后曲线重叠校正法在精确提取地层波信号的前提下校正结果可靠,但受资料限制难以广泛应用;将螺纹井眼效应引起的周期性异常信号响应当成一种高频噪声,基于去噪的信号处理方法是目前主流的校正方法,校正效果较好且不会降低曲线分辨率。最后以阵列感应测井为例,提出基于测井原理的螺纹井眼效应正演数值模拟校正法是实现螺纹井眼段测井曲线校正的有效方法,也是未来需要重点探索的新方法。

小半径城市高架曲线梁桥地震动响应研究

针对城市高架小半径曲线梁桥弯扭耦合严重、地震危害明显的特点,对武汉新站小半径曲线梁桥有效的动力计算模型进行了探讨,比较了单根梁模型、板壳模型和脊梁模型在模拟小半径曲线桥时的准确性和精度。在脊梁模型的基础上,基于时程分析方法,采用三向地震波同时输入方式,分析了小半径曲线桥的动力特性及其地震响应的主要影响因素。分析结果表明:脊梁模型是对小半径曲线桥进行动力分析的有效实用方法;后续结构、桩-土-桥的相互作用、桥墩刚度及支座偏心等敏感因素对小半径曲线桥的地震响应有较大的影响,计算分析时应给予足够重视。

CCD测量动态范围的扩展技术

介绍利用曝光量控制和图像融合处理技术扩大CCD测量动态范围的原理与方法。用电子快门控制曝光时间,得到强度范围不同的图像,即用低曝光量得到高强度信息,用高曝光量得到同一场景中低强度信息。利用最小二乘法求解CCD响应曲线,引入权重因子融合多幅图像中的有效像素值得到动态范围扩展的图像。在实验中用CCD对小孔的夫朗和费衍射图像进行测量,利用扩展技术得到了能全面反映衍射效应细节的高动态范围图像。

在役缺损梁桥动力分析的有限条刚度修正法

鉴于在役钢筋混凝土板梁和T梁桥具有多肋式的构造特征及损伤频发的现状,应用有限条理论的动力分析方法,对其在环境激励下的动力响应特性与当前缺损等级的关联度进行了研究。将多肋梁在横、纵桥向等效为比拟正交异性板,建立起以单梁(肋)为有限条单元的系统振动数值模型,实现了以损伤度差异的条单元进行模态刚度修正来映射全桥缺损状况下动力响应的目标。刚度预测值与室内模型试验桥从完整到破坏状态下试验结果对比分析表明:刚度预测值与测试值的相对误差在±5%以内,说明应用有限条刚度修正方法能够有效地模拟结构在荷载历程下受损状况的变化规律;该方法为中小跨径桥梁普检奠定了理论基础。

基于响应面方法的车钩缓冲器特性曲线优化分析

为了更加真实地反映车钩缓冲器实际工作状态和进行缓冲器特性曲线优化,提出采用列车纵向动力学系统对缓冲器的特性曲线进行分析。在优化方面,从响应面方法的基本原理出发,建立响应面的子区域构造方法,运用凝聚函数和惩罚技术处理约束的遗传算法求解加约束条件的二次响应面最优解。以大秦线实际线路、列车编组以及列车纵向动力学性能为优化计算的条件,结合缓冲器数值模型建立缓冲器特性曲线的优化模型,运用所提出基于遗传算法的响应面方法对重载列车缓冲器特性曲线进行优化求解。结果说明所提方法对求解缓冲器特性曲线的优化问题非常有效。

斜拉桥初始平衡构形的确定方法

为准确模拟斜拉桥成桥索力分布,在斜拉桥索力模拟常规迭代法的基础上,从迭代初值的选取和迭代加速的超松弛法两方面实现了迭代计算的加速。提出了成桥线形修正的建模坐标迭代法,与迭代加速法共同应用于斜拉桥的初始平衡构形的建立。该方法建立的初始平衡构形快速准确的模拟了斜拉桥的索力分布和成桥线形,能够作为后续分析的起始状态。通过对斜拉桥初始平衡构形的动力性能计算,分析了初应力效应、斜拉桥几何非线性及索力误差对其的影响,得出如下结论:斜拉桥动力特性分析,应考虑初应力效应和几何非线性效应的影响,并且,准确模拟斜拉桥成桥索力和线形,将使动力计算结果更为精确。

HDRI合成中新的相机响应曲线算法

详细介绍了基于同一场景不同曝光量图像序列的高动态范围图像合成过程;针对现有拟合的相机响应曲线随采样点的变化曲线变化大、不稳定等特点,提出一种新的相机响应曲线算法。该算法先根据图像序列成像特点对图像序列去噪;采用最小二乘法拟合出图像序列像素值关系曲线;利用该曲线再一次采用最小二乘法拟合得到相机响应曲线。实验结果表明,该技术拟合出的相机响应曲线比较平滑,能合成出高质量的高动态范围图像。

Rayleigh面波法原理的数值模拟

本文利用有限单元法建立了平面内地基的动力刚度矩阵，可用于计算匀质和非匀质土的动力响应．利用动刚度法，本文计算分析了复杂地基中地质表面点的竖向位移Ｗ１（ｋ）与波数ｋ，以及表面位移相位角与水平距离Ｘ的变化关系，并进一步用此讨论Ｒａｙｌｅｉｇｈ面波法所测相速度及弥散曲线的可靠性和精确性．

高墩大跨曲线连续刚构桥地震响应研究

目的研究桩土相互作用和行波效应对高墩大跨曲线连续刚构桥地震响应的影响.方法采用有限元程序,建立跨度为(70+3×127+70) m的曲线刚构桥有限元模型,采用动态时程分析方法,分析了桩土相互作用和行波效应在不同参数取值下的桥梁结构地震响应.结果纵桥向激励下,考虑桩土相互作用比不考虑桩土相互作用桥梁各桥墩控制截面内力增大30%～40%;横桥向激励下,考虑桩土相互作用比不考虑桩土相互作用桥梁各桥墩控制截面内力减小17%～25%.考虑桩土相互作用,将显著增大墩顶和墩底截面纵桥向内力,减小横桥向墩顶和墩底内力;考虑地震波传播速度引起的行波效应,使得桥墩内力在不同桥墩之间呈现更加不均匀分布状态,增大部分桥墩破坏的危险;由于地震波入射角度不同而引起的行波效应时,入射角度为0°时各个桥墩内力和位移响应略大于10°和-10°两个入射角度的激励结果.结论地震波入射角度引起的行波效应时对该类桥型地震响应影响较小.桩土相互作用对该类桥型的动力特性有一定的影响.随着桩土弹性连接土介质参数的增大,结构体系的自振频率也随之增大,但结构的低阶振型基本未变.

多维地震输入下曲线匝道桥梁伸缩缝碰撞响应

针对曲线匝道桥梁伸缩缝地震碰撞破坏现象,依托某市多层互通式立交体系中一座独立、单支、多联、曲线、箱梁匝道桥,用Kelvin接触单元模拟了伸缩缝处地震和碰撞效应,建立了全桥空间动力分析模型。利用非线性时程分析法,分别输入单维(X方向、Y方向)和多维共8种地震动工况,分析了曲线匝道桥梁伸缩缝的地震碰撞响应差异。结果表明:曲线匝道桥梁由于曲率的影响,不同方向地震动响应存在耦合效应,其伸缩缝碰撞响应的最不利值应考虑多维地震输入工况,并用碰撞力和碰撞位移双指标控制伸缩缝的地震碰撞响应。

曲线箱梁桥的动力特性参数分析

结合某城市一座立交工程匝道高架曲线箱梁桥的工程实例,采用大型有限元分析程序AN-SYS,选取空间梁单元建立动力计算模型,研究了在跨度相同的条件下,曲率半径与角度比值对曲线梁桥动力特性和地震反应的影响。分析结果表明:曲率半径与角度比值是影响动力特性的一个重要参数,且对曲线梁桥的切向刚度、径向刚度和地震反应有较大的影响。

移动谐振荷载作用下曲线轨道钢轨动力响应求解方法研究

将曲线轨道视作周期性轨道结构,根据周期性结构的振动特性,可将荷载作用下曲线轨道钢轨动力响应的求解问题转化在一个基本元之内进行。通过引入移动谐振荷载作用下曲线轨道钢轨的数学模态,得出了曲线轨道钢轨频域响应的级数表达。在频域内采用模态叠加法表示钢轨的弯曲及扭转变形,进而求解得出钢轨的频域动力响应。经研究发现:移动荷载作用下曲线轨道钢轨响应显著的频段位于荷载激励频率附近,随着荷载移动速度的增加,荷载激励频率附近一个很窄频段内的位移响应将有所减小,但其它大部分频段内的位移响应将显著增大;随着荷载移动速度的增加,移动谐振荷载引起的钢轨响应峰值变化不大,但响应显著的持续时间变短;离散支承引起的参数激励受速度的影响显著;采用曲线梁模型模拟曲线轨道钢轨所得垂向动力响应结果与直梁模型基本一致,可以采用直梁模型近似研究曲线轨道钢轨垂向动力响应;当对曲线轨道钢轨进行精细化建模分析时,曲线半径对曲线钢轨扭转振动有一定程度的影响,需采用曲梁模型研究曲线轨道钢轨动力响应。

基于轮轨动力学的缓和曲线型道岔平面线型设计

为了给缓和曲线型道岔选取合适的平面线型,满足良好的行车性能并提高侧向允许通过速度,基于轮轨动力学建立车辆-道岔动力耦合模型,以42号道岔为例计算不同线型方案下轮轨系统动力响应,且分析各评价指标与列车速度间关系。研究结果表明:道岔侧股后缓和曲线的使用可保证列车中高速通过的安全性和平稳性,增加曲线半径或加设前缓和曲线可降低轮轨系统振动剧烈程度;列车侧向通过速度越高,轮轨系统振动越显著,42号道岔侧股圆曲线半径增加500 m,可使其侧向允许通过速度提高10 km/h,缓圆缓型道岔可进一步提升。

地震作用下曲线匝道桥梁伸缩缝碰撞响应

针对曲线匝道桥梁的伸缩缝地震碰撞破坏现象,依托一座多层互通式立交体系中的单支带伸缩缝曲线匝道桥工程,用Kelvin接触单元模拟桥墩两联间伸缩缝和桥台处伸缩缝在地震作用下的碰撞效应。文章建立了包含墩柱、主梁、支座和伸缩缝的全桥空间动力模型,利用非线性时程分析法,针对2个计算模型,分别输入多种地震动工况,对比分析曲线匝道桥梁桥墩处伸缩缝和桥台处伸缩缝的地震碰撞响应差异,结果表明:取消桥台伸缩缝更利于曲线匝道桥跨结构抗震的概念。

锚杆系统低应变动力响应的数值模拟分析

建立了锚杆-围岩结构系统三维轴对称有限元计算模型,并利用动力有限元法对锚杆系统瞬态动力响应进行了分析。对于完整锚杆系统,围岩质量较好、较为坚硬时,杆顶速度响应信号的衰减速度较快,锚杆杆底反射信号较不明显;围岩质量较差、较为软弱时,信号衰减速度较慢,杆底反射信号较清晰;在损伤锚杆系统中,当锚杆系统筋材存在损伤时,损伤处反射波较明显,而当锚固砂浆存在局部损伤时,损伤处的反射波不明显,但杆底反射波比较明显。

城市立交曲线箱梁桥的地震响应分析

针对曲线箱梁桥的地震响应,结合某城市一座立交匝道高架曲线箱梁桥的工程实例,采用大型有限元分析程序ANSYS,选取空间梁单元建立动力计算模型,研究了曲线箱梁桥的动力特性.选取E1 Centro地震波并考虑两种工况组合进行了地震时程分析,给出了曲线箱梁和桥墩的内力、位移时程响应,并与反应谱法的计算结果进行了比较.结果表明:低阶振型对桥墩的弯扭变形影响较大,反应谱法的计算结果偏小.

结构流固耦合波浪动力响应的一阶预估校正法

文章基于流固耦合Morison公式和直接积分法,将待求解时刻的结构速度在上步速度处展开为Taylor级数并取至一阶精度,由此可以通过上步速度及加速度预估结构的下一步速度,从而实现对Morison波浪力的校正,避免了时间步长内的反复迭代。以Wilson-θ法为例,给出了多自由度结构在波浪作用下考虑流固耦合时动力响应的积分格式。算例分析表明,与不考虑流固耦合效应的结果相比,预估校正法计算的结构瞬态响应变小,特别是加速度和速度响应的减小更为明显,而稳态响应则逐渐趋于一致。