移动荷载作用下周期支撑轨道结构振动研究

视轨道结构为轨枕(或扣件)周期支撑的无限长周期结构,利用匀速移动谐振荷载作用下周期结构在频域内响应的性质和叠加原理,将求解匀速移动荷载作用下轨道结构振动响应问题的关键转化到在频域内解1个8元一次方程组。运用给出的解析方法对移动荷载作用下轨道结构的振动研究表明:在中低速单个移动谐振荷载作用下,钢轨位移频谱的峰值出现在荷载频率附近,且随着荷载速度的增加,频谱峰值变小,峰值位置向轨道固有频率靠近;力群的叠加使钢轨位移的频谱分布加宽;随着移动速度的增加,列车轴荷载下钢轨的位移频谱向高频移动;轨道结构有多个临界速度,提高基础的刚度,可以提高轨道的最小临界速度;基础阻尼能明显减缓轨道结构的强振动。

佳－伊地堑方正断陷的断裂控盆效应

在分析和描述方正断陷主要断裂构造的发育与分布规律的基础上，着重探讨了北东向基底卷入型控盆断裂运动的时空分布特征与断陷的时空演化、充填堆积序列和沉积相带分布的关系，为油气生成和保存条件的研究提供了地质依据。根据断裂的控盆控凹作用，方正断陷划分为３个次级构造单元和３个构造层序以及地堑期的不同盆地样式的２个发育阶段。

轨道结构在移动荷载作用下的周期解析解

为研究列车振动在地表的传播规律,推导了轨道结构在移动荷载作用下动力响应的解析解形式。文中首先以Duhamel积分为基础,应用动力互等定理,得到了移动荷载作用下,半无限弹性空间体上任意点的动力响应的一般表达式;然后在该式的基础上,针对轨道结构的周期性特点,将荷载沿钢轨的移动问题转化为拾振点以L为周期向反方向跳跃式移动与荷载只在一个轨枕间距L内移动的组合移动问题。以此,将一个从-∞到+∞的积分问题转化为了任意点频域周期解析的叠加问题,从而得到了轨道结构在移动荷载作用下动力响应的新的解析解形式。

横向固定谐振荷载下曲线轨道参数对钢轨位移响应的影响研究

建立曲线轨道解析模型,此轨道模型考虑为具有周期性离散弹簧-阻尼支承的曲线Timoshenko梁。在频域内将曲线钢轨的位移及转角表达为轨道模态的叠加,并将周期性结构理论施加于轨道模型的运动方程,进而在一个基本单元内高效地求解轨道的动力响应。将横向固定谐振荷载作用于钢轨轨头,考虑不同扣件刚度、扣件阻尼、扣件间距及曲线半径,研究上述轨道参数对曲线轨道位移响应的影响。经计算分析可知:钢轨轨头的横向位移响应包括平面内和平面外的位移响应,是钢轨平移和扭转效应的叠加;增加扣件刚度或减小扣件间距可导致轨道系统一阶自振的频率增大,而其幅值减小,对于一阶自振频率以下的频段,钢轨位移幅值也有所减小;随着扣件阻尼的增大,一阶自振的幅值显著下降,对于pinned-pinned共振,随着扣件阻尼的增加,跨中处的钢轨位移增大,而扣件上方的位移有所减小;pinned-pinned共振频率随着扣件间距的增大而减小,而其位移幅值增大;对于曲线地铁轨道,曲线半径对钢轨的横向位移基本没有影响,但对竖向位移影响显著,随着曲线半径的增加,钢轨竖向位移幅值显著下降。

基于传递矩阵法的轨道结构动力分析方法

为研究移动荷载作用下的轨道结构动力响应,提出了一种基于传递矩阵法的轨道建模和求解方法。该方法利用轨道结构的周期性特征,首先将其周期性重复部分划分为不同元胞单元,并建立各类元胞的动力方程;而后根据相邻元胞单元间的位移和内力协调关系,推导元胞内部及相邻元胞间的传递关系,进而建立整体轨道结构的状态矢量传递模型;最后结合轨道结构边界条件,采用直接积分法求解各个元胞结构的动力响应。针对有砟和无砟轨道结构,分别提出了不同的元胞划分方案,建立了相应的状态矢量传递模型。并分别以移动荷载通过有砟轨道和无砟轨道为例,采用TMM和有限元直接刚度法计算了轨道动力响应;结果表明,该方法具有较高的计算精度,且显著地降低了轨道结构自由度数目,可有效地用于轨道结构的动力响应分析。

沾化凹陷断层活动性及其叠合特征

运用断层活动速率法,对沾化凹陷断层活动性进行了详细分析。结果表明,北西向断层均经历了逆冲和拉张反转过程,且自西向东活动强度逐渐增强,停止活动时间逐渐变晚;北北东向断层活动于孔店组沉积初期,在沙三段和沙一段沉积时期活动最为强烈,在明化镇组沉积时期基本消亡;东西向断层活动于沙四段—沙三段沉积时期,在沙三段、沙一段沉积时期活动最为强烈,在馆陶组沉积时期开始消亡。依据断裂活动特征,将该区断裂划分为印支期、燕山早期、燕山中晚期、燕山—喜马拉雅过渡期、喜马拉雅早中期和喜马拉雅晚期6个期次,其中在印支期和燕山期以西北断裂发育为特征,在喜马拉雅期断裂体系以北北东向和东西向为主。

移动荷载作用下周期支撑无限长梁动力响应

基于解析法,分析了具有周期等间距弹性支撑的无限长梁在移动荷载作用下的动力响应.当荷载进入考察梁段之前与离开后,梁不会产生振动.而且对于梁在空间距离上呈周期对的观测点,动力响应相同.无限长梁的振动方程采用Euler-Bernoulli梁微分方程,同时满足4个空间边界条件,利用Fourier变换求解微分方程.数值计算表明,当荷载移动速度较小时,梁的振动为准静态;同时,随荷载速度与激励频率增大,梁的振动变形也较大.

移动简谐荷载作用下轨道结构动态响应研究

研究了移动简谐荷载作用下轨道结构的动态响应特性,首先,将轨道结构简化为连续离散点支撑的弹性Euler梁模型,并建立了移动荷载作用下轨道系统动力学微分方程,基于无限周期结构在频域内的性质和叠加原理,推导出了移动简谐荷载作用下轨道结构上任意点的动态响应解析表达式;然后,数值分析了激励频率、扣件刚度、扣件阻尼对轨道结构动态响应的影响。研究结果表明:钢轨动态响应共振峰出现在荷载激励频率附近;随着激励频率的增大,钢轨动态响应峰值向高频方向移动;在高频段内,钢轨动态响应随着扣件刚度的增大而增大;扣件阻尼对系统的共振峰值及峰值带宽无显著影响,但在高频段内扣件阻尼具有明显抑制振动的作用,通过增大阻尼可以有效控制轨道的高频振动。

运动导体-介质周期结构的电磁散射和电磁力

应用麦克斯韦理论和狭义相对论的基本原理,对运动方向平行于分界面的匀速运动导体-介质周期结构进行了研究,分析推导了相关的电磁散射和电磁力表达式,并通过数值计算绘制了电磁力随有关参量变化的曲线.这些结果可以应用于一大类与电磁相互作用有关的连续运动部件,如微电子机械系统中的传感器和执行器.

不同移动荷载速度下轨道结构动态响应研究

基于无限周期结构在频域内响应的性质和叠加原理,推导出移动荷载作用下轨道结构上任意点的垂向振动频率响应函数,数值分析了在单个移动荷载及6节B型鼓形车编组的系列移动荷载作用下不同移动速度对轨道结构动态响应的影响。研究结果表明:钢轨动态响应共振峰出现在荷载激励频率附近。在共振区随着移动速度的增大钢轨动态响应的频谱峰值带宽逐渐增大,但荷载激励频率附近的一个窄频段内的位移响应将减小。在非共振区随着移动速度的增大,钢轨动态响应将显著增大。相对于单个移动简谐载荷,系列移动简谐载荷使钢轨动态响应的频谱峰值及峰值带宽增大;随着移动速度的增加,钢轨动态响应的频谱峰值带宽增大。

移动荷载作用下周期性高架铁路的桩–土–结构耦合动力学模型

在移动载荷作用下,周期性高架铁路的上部结构、桩基础及地基会产生耦合振动。为了考虑上述耦合作用,建立了桩土边界元模型来确定桩基础的柔度。根据墩和梁的振动方程推导了墩和梁的传递矩阵;根据梁–梁–墩接头处的联结条件,建立了接头处的传递矩阵。为提高精度,采用铁木辛柯梁理论来描述墩和梁的弯曲振动。通过Fourier变换和序列Fourier变换,把周期性高架铁路对单个移动载荷频域内的动力响应表示为响应函数沿代表跨的积分。利用上述墩和梁及接头处的传递矩阵和桩基础的柔度,得出了耦合情形下高架铁路的响应函数。本文的数值结果表明,刚性支撑和桩基础支撑的周期性高架铁路在单个移动载荷作用下的动力响应有明显差别。

地震作用下斜向吊脚框架结构扭转性能分析

通过几组算例,对斜向吊脚框架在地震作用下的扭转性能与普通框架结构进行了分析和比较,并提出山地建筑吊脚框架结构设计时应充分考虑各种影响结构抗震性能的因素,以确保建筑的安全性和合理性。

变速移动荷载下轨道结构动力响应解析解研究

为了研究列车进出站对周围环境的振动影响,推导了轨道结构在变速移动荷载作用下动力响应的解析解形式。首先以Duhamel积分为基础,应用动力互等定理,得到了变速移动荷载作用下,半无限弹性空间体上任意点动力响应的一般表达式;然后在该式的基础上,针对轨道结构的周期性特点,将荷载沿钢轨的移动问题转化为拾振点以轨枕间距为周期向反方向跳跃式移动与荷载只在一个轨枕间距内移动的组合问题。以此,将一个频域积分问题转化为了拾振点频域周期解析的叠加问题,从而得到了轨道结构在变速移动荷载作用下动力响应的解析解形式。最后通过对匀速和变速移动荷载作用下轨道结构响应算例的分析和对比,验证了理论的正确性。

移动谐振荷载作用下浮置板轨道的动力响应

在移动谐振荷载作用下,依据周期结构响应的性质,将无限长浮置板轨道响应的问题求解转化到在一块浮置板长度范围内进行,并通过浮置板的位移影响矩阵在频域内实现了钢轨和不连续浮置板的耦合,求得了该范围内钢轨的动力响应,进而以此为基础求得了轨道结构上任意一点的动力响应。结果表明:移动谐振荷载作用下,在移动荷载自身激振频率附近,浮置板轨道位移响应频谱达到峰值;随着移动谐振荷载速度的增大,在频谱上,荷载自身激振频率附近很窄的频段位移响应会有所下降,而在其他大部分频段位移响应会有显著增加;当谐振荷载激振频率与浮置板轨道的固有频率一致时,发生共振现象,在频谱上位移响应的峰值远远大于其他激振频率时响应的峰值;浮置板轨道在移动荷载作用下,存在由荷载周期通过不连续浮置板和扣件而引发的参数激励;当移动谐振荷载激振频率接近有限长浮置板形成驻波的频率时,轨道结构也会产生较大的位移响应。

有限宽度布拉格原子层中光子囚禁与移动孤子的研究

研究二能级原子层宽度对一维共振吸收布拉格反射镜中自感应透明光孤子形成的影响 .结果表明 :在有限宽度的二能级原子层中仍可激发稳定的移动孤子 ,其激发条件对原子层宽度依赖不大 ;然而静止孤子的存在条件却敏感地依赖于原子层的宽度 ,二能级原子层宽度只有小于某一特定值时 ,光脉冲才能演化成静止孤子 .