铁路交通引起的地面振动研究

随着铁路尤其是高速铁路系统的发展,列车引起的振动日益频繁,对邻近建筑及人们生活造成不可忽视的影响．针对铁路交通引起的地面振动问题,利用车辆一轨道相互作用模型,采用有限元法计算得到轨道与路基间的相互作用力,经傅立叶变换后作为地面振动计算的激励荷载．在此基础上计算了高速列车行驶条件下所产生的周围地面振动,并分析了地面振动的一般规律．     

高架道路交通荷载对环境影响的功率谱方法

从功率谱的角度介绍城市高架桥梁在交通荷载下产生振动的机理和振动的传递过程.考虑到振动在土体中传播的特性,假定桥墩为固接在地面上的弹簧阻尼系统,即假定桥墩处为系统施加在地面的一简谐荷载,求出其功率谱密度函数后,再通过波动理论得出振动对周围环境的影响.最后提出了评价城市高架桥梁上交通荷载及对周围环境影响程度的新方法.     

高架桥段与路堤段CRH动车组运行引起的地面振动对比测试

现场测试沪宁城际中国高速铁路(CRH)动车组运行引起的高架桥段和路堤段的地面振动竖向速度,分析2种线路的地面振动特征及其传播的衰减规律.结果表明:CRH动车组运行引起的地面振动主频在80 Hz以下,属于低频振动;车厢数量对列车运行引起的地面振动强度影响小;对153~201 km/h列车的运行速度,车速的大小时地面振动幅值的影响不明显;随着测点离轨道距离的增加,高架桥段的地面振动主频降低、峰值地面速度衰减曲线较为平稳光滑,路堤段的地面振动主频几乎不变、峰值地面速度衰减曲线存在多个振动反弹区;高架桥段的地面振动强度高于路堤段的地面振动强度;路堤旁修建的排水沟对地面振动具有隔振作用.     

地铁运行诱发的环境振动数值模拟与模型预测

通过建立列车、轨道、隧道和地基土三维振动仿真模型,分析了列车速度、地基土特性和隧道埋深3个因素对地面环境振动的影响规律,并与部分实测值进行了比较.基于回归分析,提出了多因素影响下的地面环境振动简化预测模型.研究表明:建立的数值模拟方法和预测模型能够较真实地反映地铁运行引起的地面环境振动的实际情况;随着列车速度增加,地面竖向振动加速度增大,且距离地铁线路越远,速度的影响越显著;距离地铁线路越远、地基土的卓越周期越大或隧道埋深越深,地面竖向振动加速度均越小,且地基土的卓越周期越大,振动在地基中的衰减越快.     

考虑地面转动分量的双向偏心隔震结构减震性能分析

针对双向偏心结构,考虑地面转动分量对偏心结构的影响。采用隔震装置减小偏心结构在地震作用下的平动和扭转振动。着重分析地面转动分量对结构扭转响应的影响。分析非隔震结构、隔震结构分别在考虑地面转动分量前后结构的平动和扭转振动。研究表明,地面转动分量会加剧结构的扭转振动,隔震措施可减小地面转动分量对结构扭转振动的影响。从而使得双向偏心隔震结构在多维地震作用下的响应分析更加完备。     

地铁列车振动对邻近建筑物的影响

采用车辆—结构—土层—建筑物的二维共同作用模型分析了地铁列车振动在地面的传播特性,并计算了地面上不同位置、不同层数的建筑物的振动响应及隧道深度不同时地铁列车振动对邻近建筑物的影响     

电子厂房环境振动测试及有限元分析

文章采用现场实测和有限元动力分析研究电子厂房的微振动响应,采用加速度拾振器测试了电子厂房修建前环境振动大小,采用ANSYS软件建立了厂房有限元动力分析模型,模拟地脉动作用下厂房内地面振动大小。电子厂房施工完毕后再次测量厂房内地坪的微振动,通过厂房修建前后的实测振动数据分析厂房刚性地坪对地面微振动幅值和频率的影响,比较了有限元动力分析结果与实测结果的差异。结果发现:场地振动主要由小于10Hz低频振动控制,厂房刚性地坪对低频振动的控制能力优于高频振动,可以减小厂房地面振动大小;厂房内部机械振源对地面振动幅值和频率有极大影响。     

移动集中简谐荷载下粘弹性自由场地振动规律研究

为了评价轨道交通引起的环境振动对人们生产、生活的影响,建立了移动集中简谐荷载作用下粘弹性半空间体的计算模型,利用傅立叶变换及其逆变换和格林函数对自由场地的振动规律进行了相关研究,给出了地面振动速度的计算表达式,分析了不同影响因素下的地面振动速度的变化趋势,得到了移动集中简谐荷载作用下粘弹性自由场地振动的一般规律。     

振动压路机对建筑物的振动影响及控制对策

为了治理振动压路机施工时对建筑物的振动影响，对采取隔振措施前、后振动压路机诱发的振动进行了测试，对试验数据进行了回归分析，并对隔振前、后的地面振动数据进行了对比研究。结果表明：地面振动波传播衰减规律符合负幂指数函数形式，隔振沟隔振效果明显，最小安全施工距离隔振前为12m，开挖隔振沟后为7m。     

强夯振动影响与构筑物安全距离研究

强夯地基处理技术是一种常见、有效的地基处理方法,但由于其施工时 的噪音、振动等对周围建筑物和环境的影响而限制了它的作用,通过对某高速公路强夯地基工程的实践,对不同夯击能下强夯地基处理施工时所产生的地面振动进行了现场监测,经过对这些实测振动资料的深入分析,认为当强夯所引起的地面振动加速度衰减到0.1g时,对建筑物几乎没有危害,同时得出当强夯夯击能为1.5,2.0,2.5和3.0MN.m时,其对构筑物的安全距离分别为14,17.5,18.7和19.5m。     

振动压实工艺压实能力与道路基层材料可压实性评价

采用传感器对振动成型基层材料的塑性变形、振动加速度和压实力进行了采集.通过振动三参数对振动压实工艺输出能量的分析,定义了评价振动压实工艺压实能力的评价参数——激振强度;通过对基层材料振动压实塑性变形曲线的分析,定义了被压材料可压实性评价参数——可压实性系数;对典型道路材料的可压实性进行了对比研究.结果表明,在压实效果的影响上,当激振强度大于3.5时,振动压实工艺才具有较强的压实能力;材料的振动压实塑性变形与振动时间呈对数关系,在振动压实50 s后,塑性变形处于稳定状态;在材料可压实性方面,沥青混合料的可压实性最差,二灰结合料可压实性最好,基层材料的可压实性基本处于同一水平.研究结果还表明,用振动压实工艺单位时间内输出的能量和道路材料产生单位塑性变形所需的压实应力,来评价振动工艺的压实能力与被压材料可压实性是合理的.     

基于逆虚拟激励法的随机路面谱的识别方法

采用逆虚拟激励法对随机路面谱的识别方法进行了理论推导,并用确定性方法求解车辆平稳随机振动路面谱的识别问题.求解过程中通过给定车辆振动响应的自功率谱和互功率谱,反求路面激励功率谱,然后再计算得出车辆对路面激励的振动响应功率谱.通过模拟仿真,对比了计算路面谱与实际路面谱的差异,验证了推导结果的有效性.研究结果表明,逆虚拟激励法在求解车辆振动响应路面谱方面,具有很好的求解精度和计算效率.该方法为车辆振动平顺性的研究提供了新的思路和方法,具有很好的应用前景.     

道路交通引起城市人行钢桥振动特性分析

为了研究道路交通引起的城市人行钢桥振动特性,基于线性动力学理论,采用MSC.MARC建立全桥三维模型进行瞬态动力分析.通过对人行钢桥简化模型的动力求解,拟合出动力变化系数与频率比关系曲线,并对道路交通荷载引起的人行桥振动问题进行理论分析.按照实际人群密度和实测道路交通荷载激励分别计算了人行钢桥的动力响应.分析结果表明,在道路交通荷载激励下人行桥上部结构的振动较大,对于自振频率较高的城市人行钢桥,道路交通荷载对人行桥振动的影响更为明显,城市人行桥振动控制应当考虑综合激励环境下的影响.     

用小波变换分析路面不平度及振动响应

运用小波变换方法，对车辆的振动响应与路面不平度的关系进行分析．根据路面样本值，运用ARMA模型建立路面不平度时间序列，建立1／2车辆平顺性模型．将路面不平度时间序列作为输入，分析汽车的振动响应．结果表明，将小波变换引入路面激励和汽车振动响应的分析中，可以清楚地了解信号的时频特性，识别车辆振动响应与路面不平度的关系，从而可以通过路面特性分析车辆平顺性能或由振动响应推断路面激励。     

燃料电池轿车动力系统及其零部件道路模拟试验

利用远程参数控制技术,在实验室内复现实际道路行驶状况的振动载荷谱,分别利用4通道道路模拟试验台和6自由度振动试验台,进行燃料电池轿车整车、动力系统关键零部件,包括动力蓄电池、动力控制单元、燃料电池电堆和燃料电池发动机支持系统的振动加载室内试验.试验中,考察振动强度、系统故障、动力系统和关键部件性能衰退,发现动载会引起所研究的燃料电池轿车整车燃料经济性下降17.59%,且会引起动力系统与关键部件的结构破坏与部件故障.     

路面激励Simulink模型的建立及其应用*

为了在汽车动力学中应用路面激励,基于滤波白噪声方法建立了路面激励的描述。分析了Simulink白噪声生成模块,基于滤波白噪声描述建立了路面激励Simulink模型,确定了空间下截止频率。基于路面激励Simulink模型,建立了汽车两自由度振动四分之一系统Simulink模型,在城市行驶的B级路面和车速范围对车身加速度、悬架动挠度、车轮动载荷和车轮加速度的车速特性进行了仿真。研究结果表明,基于滤波白噪声描述建立的路面激励Simulink模型和汽车两自由度振动四分之一系统的Simulink模型,既可以再现路面激励,也可以用于分析汽车振动响应量的车速特性。     

关林子隧道下穿既有道路爆破振动影响

在下穿既有道路的新建隧道爆破施工中,爆破振动极易引起上部路面结构的损伤和破坏.以宝汉高速新建下穿316国道的关林子隧道为例,采用有限元法模拟路面关键点峰值振速、路面应力以及路面位移,并结合现场爆破振动与振速监测结果,对比分析爆破振动对既有道路的影响.主要研究结论如下:10个关键点爆破峰值振速均发生在掏槽眼爆破时,既有道路的应力以及路面位移均较小,不足以引起既有道路的破坏;根据数值模拟和现场测试结果,下穿段地表质点振速的合速度峰值不超过0.035 m/s时可保证既有道路安全.     

乘用车排气系统模态分析数值模型研究

在发动机及路面激励下，排气系统振动能量通过吊挂传递至车身，导致车身振动并产生结构声，严重影响到乘用车的NVH性能．主要对乘用车排气系统模态分析数值模型进行研究，对多个模型进行试验相关性分析，得到最合理的排气系统简化数值分析模型．采用该模型对某排气系统进行了模态分析，确定了合适的吊挂位置，降低了车身振动和车内噪声水平．     

悬挂系统阻尼非对称性对车身振动的影响

采用瞬态信号等效替换随机激励的方法,通过计算讨论车辆在路面随机激励下双作用减振器阻尼的非对称性对车身振动的影响,并讨论了车辆在路面冲击激励下阻尼非对称对车身振动加速度响应的峰值以及总能量的影响。     

路面和开关磁阻电机作用下电动汽车振动分析

为了分析开关磁电机驱动电动汽车振动性能,基于前轮和后轮路面激励的时间相关性,应用滤波白噪声法描述前轮和后轮路面激励,基于线性模型描述开关磁阻电机垂向激励,采用六自由度汽车振动平面系统描述轮毂电机驱动电动汽车振动.在城市行驶工况的B级路面和车速范围内,对路面和开关磁阻电机作用下电动汽车振动性能进行了研究.研究结果表明,在前轮和后轮电机存在同向偏心的情况下,低速对车轮加速度和车轮动载荷影响大,高速对座椅加速度和悬架动挠度影响大.