基于广义柔度曲率信息熵的板式轨道脱空损伤识别

板式轨道填充层作为轨道结构关键部位,在高频列车荷载和环境共同作用下出现脱空损伤,引起脱空位置轨道结构刚度改变。为有效检测板式轨道的轨道板脱空情况,采用数值仿真分析得到无砟轨道模态信息,利用轨道脱空区域广义柔度曲率局部峰值进行轨道脱空损伤识别。结合广义柔度、均匀荷载面(Uniform load surface, ULS)、曲率和局部信息熵,提出可定位损伤的ULS曲率信息熵,并在CRTS III板式轨道上进行验证。研究结果表明:广义柔度曲率利用轨道脱空前后模态信息计算轨道脱空损伤曲率差,能够有效定位脱空位置;ULS曲率信息熵表征值只需要轨道的一阶模态信息便能够有效地反映轨道脱空位置及面积,且克服了广义柔度曲率需要健康模态信息的不足;轨道对称位置上相同面积脱空的ULS曲率信息熵值相同;ULS曲率信息熵值与脱空面积和厚度成正相关关系;ULS曲率信息熵表征值具有较好的损伤识别敏感性,能够识别小于单个测点布置面积的0.1 m×0.1 m小面积脱空,并且对轨道板边脱空识别敏感性高于轨道板中脱空识别敏感性。

采用多级负载评估电梯永磁同步电机的退磁

为了研究电梯永磁同步电机的退磁状态评估,提出一种基于参数自调节滑模算法的永磁同步电机退磁故障检测方法,通过获取电机多级负载状态下的电压与电流数据,对电机的空载反电动势进行估算,并作为退磁评估依据。方法在使用传统滑模观测器(SMO)估算电机扩展反电动势的基础上,将不同负载下的永磁体的工作点变动及定子电阻、电感参数的变化纳入考虑,构建了电机空载反电动势估算误差方程。通过对滑模算法中的电阻、电感参数进行调节,来抵消上述因素的影响,进而实现对电机空载反电动势的获取,并根据电阻、电感参数对估算结果的不同影响特性,实现了电阻与电感参数的自调节。经过仿真分析与实验验证,该方法能够在无须测量编码器数据的前提下,对电机内部永磁体的性能进行量化分析,方法适用于局部退磁与均匀退磁两种故障类型,且准确度高,可用于电梯永磁同步电机外置退磁检测。

钛合金整体隔框等温成形局部加载分区研究

钛合金大型整体隔框在航空航天领域得到了越来越广泛的应用,等温局部加载为这类构件的成形提供了新的途径。等温局部加载过程复杂并且存在着加载区、未加载区和过渡区以及不同加载区之间的转换,合理的局部加载分区,是保证成形过程实施和成形质量的关键,文章研究并提出了局部加载分区的总体原则,随后基于DE-FORM3D有限元软件,采用数值模拟方法研究了局部加载分区(大小、位置)对TA15钛合金整体隔框成形过程的影响规律。结果表明,局部加载分区对未加载区材料错移的影响是短程效应,合理的分区可有效控制未加载区材料错移和降低总体成形载荷;分区对材料总体变形量和变形均匀性影响不大;采用筋上分区有利于提高筋的充填性能并可避免毛刺的产生,从而可提高了过渡区成形质量。

基于均布荷载面曲率的板类结构损伤定位研究

基于均布荷载面曲率方法对不同工况下的板类结构进行了损伤定位.该方法仅需要板结构损伤前和损伤后的前三阶模态频率和模态振型就可准确定位损伤位置.采用中心差分法构造了x和y方向的均布荷载面曲率,并成功地运用到板类结构的损伤定位中.数值模拟讨论了固定支承和三边固支时3种损伤情况下均布荷载面曲率方法的定位效果.研究发现:固定支承板中度面损伤时,均布荷载面曲率方法仅用第一阶模态数据就能有效定位损伤;而且均布荷载面曲率差值随着参与模态阶数的增加收敛得很快;轻度点损伤和多处损伤能够大致定位.

局部荷载作用下四边固支矩形板的计算用表

运用能量变分法,给出了局部荷载作用下四边固支矩形板的跨中弯矩和挠度的计算用表,以及不同相等原则下的等效均布荷载因数.与《混凝土及砌体结构》中的结果对比,证明了该方法的精确性,所得出的计算表格可供工程应用参考.

双曲壳结构非均匀风压作用局部稳定验算

风荷载条件大型双曲旋转壳体结构局部稳定性为结构设计关键控制因素。为考虑双曲旋转壳体结构在风载荷作用下的局部稳定性问题,现行国内外水工规范多采用20世纪70年代提出的基于环向均匀荷载加载试验方案的Mungan局部稳定验算公式(亦称为Buckling Stress State (BSS)方法)。首先,以Mungan提出的静水压力试验为基础,基于结构有限元分析算法,构建了早期壳体物理试验模型的有限元模型,分析了双曲旋转壳体在环向均布平均风压作用下的稳定性与试验结果的差异,验证了早期试验在特定条件下的正确性。为进一步评价该算法应用于以超大型冷却塔为代表的壳体结构设计的适用性和合理性,计算了水工规范(GB/T 50102―2003)中21种线型的双曲旋转壳体在环向非均布风压作用下的极限荷载,探讨了Mungan局部稳定验算公式有待改进的方向,提出了适用于非均布荷载作用下环向应力临界荷载计算公式,拟合得到改进的局部稳定验算公式。研究表明:水工规范建议的双曲旋转壳体结构局部稳定验算公式难于描述壳体实际情况下的非均布风压变化受力特征,推荐适用于非均匀风压分布变化的更新局部稳定验算公式,可以兼顾结构设计过程的便捷性与合理性。

单轴对称截面圆弧拱在局部区域径向均布荷载下的弯扭失稳

为了探究单轴对称截面圆弧拱的弯扭失稳行为,研究了局部区域径向均布荷载作用下单轴对称工字形截面两端铰接圆弧拱的弯扭失稳问题,考虑了剪切变形的影响,推导了失稳前拱的弯矩,轴力和剪力表达式。根据势能驻值原理和Rayleigh-Ritz法,得到了单轴对称截面圆弧拱弯扭失稳临界荷载理论解,并将其和有限元结果进行了对比。结果表明:当截面的较宽翼缘位于拱的顶部时,拱的弯扭失稳临界荷载值会增大;考虑剪切变形影响的浅拱的弯扭失稳临界荷载小于不考虑剪切变形的临界荷载;局部参数对拱的弯扭失稳临界荷载影响明显,弯扭失稳临界荷载随着局部参数的增大而减小。

局部荷载作用下钢化夹胶玻璃板极限承载力研究

对四边简支钢化夹胶玻璃板在局部均布荷载作用下的力学性能进行试验研究。以单层钢化玻璃厚度、支承端长度和加载端长度为变量共设置64个试件。测得试件在局部均布荷载作用下的荷载-挠度曲线及板内应力分布情况。随着加载端长度的增加试件破坏模式发生改变,不同破坏模式对应试件的极限荷载区别较大。试件应力分布情况与弹性板受弯时规律基本一致。单层钢化玻璃厚度、加载端长度、支承端长度均与试件极限荷载正相关。支承端长度对极限荷载影响相对较弱,玻璃厚度的影响最强。当厚度在不同范围时,对极限荷载提升作用存在差异,存在极限荷载指标控制下的经济玻璃厚度区间。建立钢化夹胶玻璃板在局部均布荷载作用下的有限元分析模型,给出基于最大应力相等的钢化夹胶玻璃板等效厚度计算公式。

基于构形刚度的柱面网壳等稳定性优化设计

通过节点和局部构形刚度参数,准确预测了单层柱面网壳施加缺陷前后的失稳节点及失稳区域.分析得出,结构存在初始缺陷后,稳定承载力降低是由于初始缺陷的存在降低了结构部分节点及区域的构形刚度,形成了薄弱区域.依据结构等稳定性优化思路,利用改变部分杆件截面尺寸进行局部构形刚度调整,使结构构形刚度趋于均匀,从而提升单层柱面网壳结构的稳定性能.各优化方案结果比较表明,构形刚度均匀化可有效确定单层柱面网壳的优化区域、杆件优化数量以及截面优化程度,快速提高网壳结构的稳定承载力并使结构接近等稳定性.单层柱面网壳稳定性的高效优化方向为横向跨度方向.

工业厂房楼面梁板布置分析

针对工业建筑楼面上管架、皮带机支架等局部荷载,计算其作用在不同跨距楼板上的弯矩效应,提出不同荷载区间内的梁板布置方案及设计注意事项。