高速铁路预制装配式大跨度明洞衬砌地震响应的数值分析

结合某拟建高速铁路大跨度明洞穿越地层的工程地质和地貌,建立了地层与装配式明洞衬砌的三维有限元模型,并基于粘弹性人工边界,采用时程分析法研究了装配式大跨度明洞衬砌的地震响应,给出了装配式明洞衬砌受地震影响的薄弱部位。结果表明:在高烈度震区装配式明洞衬砌拱肩和拱脚部位以及管片接头处的应力和位移响应较大,是装配式明洞衬砌的薄弱部位,在结构设计时需加强此部位的配筋。此外,与EI波和汶川波相比,天津波对预制装配式明洞衬砌的影响较大。

考虑非一致地震输入的车—桥系统动力响应分析

针对地震对列车在高速铁路桥梁上走行安全性的影响,将桥梁在地震作用下的运动方程和车辆振动方程通过桥梁子系统与车辆子系统间的非线性轮轨接触关系联系起来,建立可考虑行波效应影响的长大跨度桥梁—列车耦合系统的地震反应分析模型。利用车—桥系统地震反应分析程序,对高速列车在不同特征地震荷载作用下通过某高速铁路连续梁桥进行仿真分析,研究列车速度和地震波行波效应对车—桥系统动力响应的影响。研究结果表明:地震波行波效应对车—桥系统的振动响应有重要影响,并不总是地震波行波速度越大,车辆的动力响应的计算结果越接近一致激励时的相应值;在进行大跨度连续梁桥车—桥系统的地震反应分析时,应按桥址处的实际场地土特性考虑地震波行波效应的影响;地震荷载作用时车体的横向振动加速度以及各项安全评价指标均随列车速度的提高而增大,在评价地震作用下高速铁路连续梁桥上列车的走行安全性时,必须考虑列车运行速度的影响,给出了确保地震发生时高速列车在桥上安全运行的临界速度限值。

基于改进数据包络分析的高速列车开行方案的动态评价

针对数据包络分析(DEA)方法不能反映评价指标间权重的差异性以及不能对有效决策单元排序和调整的缺点,提出一种改进的DEA方法。首先,运用层次分析法确定各指标的权重并建立偏好锥模型;然后,运用交叉效率对所有决策单元进行排序并根据上座率和理想决策单元对部分决策单元进行调整;最后,运用该方法对京沪高速列车开行方案进行评价。研究发现6条运行线中有4条是DEA有效的,需要对2条非有效和1条有效运行线进行调整。实验结果表明,改进的DEA方法能够为高速旅客列车开行方案的动态调整提供理论依据。

在高速铁路上采用大跨度钢斜拉桥的设计研究

论述了在高速铁路上采用大跨度钢斜拉桥的可能性，介绍了高速铁路钢斜拉桥方案的总体尺寸及桥面构造。在满足列车走行安全性和乘座舒适度的条件下，通过车－桥动力响应计算提出了方案的主要设计参数并对其进行了抗震分析。风洞节段模型试验结果表明：主梁具有很好的抗风稳定性。

半浸状态下高速滑行体对波浪诱振的动力分析

针对高速滑行艇海豚不安定运动以及在波浪中的运动理论预测问题,因其运动微分方程式繁杂而且有许多假设和前提,需要在大型计算机上计算。应用简化了的高速滑行体模型在静水中滑行的升沉和纵摇运动的微分方程,提供了对不变侧缘角的高速滑行体在规则波浪中运动的动力分析方法。假定波长比滑行体长且滑行速度保持不变,通过对滑行体的流体诱振微分方程式的求解,得到其诱振响应的解析表达式。经验证,滑行体模型的理论计算与实验结果吻合较好,且计算简便。

高速电梯垂直方向动力学建模与计算研究

为研究高速电梯振动问题,基于理论建模结合数值计算完成高速电梯垂直方向振动分析。基于子结构法建立适应性强的系统动力学模型,采用拉格朗日方程、牛顿定律等处理曳引轮、补偿轮、轿厢等构件的动力学模型,并建立单元数可变的钢丝绳动力学模型;在数值计算方面,采用乔里斯基分解结合雅克比迭代方法计算自然频率和振型;采用ADAMS动力学仿真与实验测试相结合的方式对模型和数值计算进行验证;探讨载重、轿厢高度、绳头弹簧刚度等参数对振动特性的影响规律。研究成果可为高速电梯设计提供一定借鉴。

高速电梯气动特性的分析与研究

指出了高速电梯在气动特性方面需解决的问题；对电梯原型的气动特性进行了分析。并对其初步优化方案进行了研究；采用动网格技术对电梯原型进行了动态模拟分析；提出了对优化方案展开进一步研究的需求。