多工况程序载荷谱一步合成法及其计算机程序

多工况载荷谱是进行疲劳试验和疲劳设计所必须的。合成这种载荷谱常用的方法是先合成后扩展法,步骤较繁琐;且用作图法外延求极值载荷误差较大。本文提出一步合成编谱法简化了编谱过程,避免了作图,并有可能实现编谱全过程计算机程序化。本文论证了一步合成法与先合成后扩展法是等效的,从而确定了一步合成法的可行性。本文推导了多工况合成后的载荷概率密度函数和分布函数,从而使进行疲劳设计和试验的工程技术人员能更完善的掌握多工况动态载荷的统计特性,对更深入的进行疲劳方面的工作会有所帮助。     

东风—50L履带拖拉机支重轮轴田间载荷谱的编制

本文通过拖拉机支重轮轴程序载荷谱的编制提出了一种编谱工作流程,试图在编谱时具有更明确的数学意义,并减少一些计算。这一编谱流程是先将各工况的载荷累积频次图按指定的概率及循环次数比进行扩展,求得工作期间的极值载荷;然后叠加扩展了的各工况载荷累积频次,得到合成工况的载荷累积频次图。这种先扩展后合成的编谱流程不同于一般先得到合成工况的载荷累积频次图,然后扩展以求极值载荷的方法,从而避免了寻求难以确定的合成工况的载荷概率密度函数。     

中型轮式拖拉机前桥载荷谱测取方法的初步研究

本文介绍了测取拖拉机前轮空间载荷的贴电方案、仪器布置及标定方法。并叙述了对样本的几种检验以判断数据的性质和样本的概率密度函数。然后根据分布函数作外推从而获得单一工况的载荷谱,经多种工况合成即成合成载荷谱。     

轿车轮毂轴承城市道路载荷谱测试与分析

设计了城市用轿车轮毂轴承载荷谱的测试系统,介绍了轿车匀速、加速及减速行驶时,轮毂轴承载荷谱的测试实验方法。绘制了不同行驶状态时,轮毂轴承载荷在时域和幅值域的统计谱图。轮毂轴承载荷谱的统计特性表明：匀速行驶时,轮毂轴承的载荷幅值频次呈正态分布;速度变换引起左右轮轴承垂直载荷和纵向载荷大约波动25％;加速使侧向载荷幅值频次呈均态分布;减速使侧向载荷幅值频次呈瑞利分布。     

民用飞机平尾水平安定面作动器疲劳载荷谱编制方法研究

民用平尾水平安定面作动器是飞行控制系统重要组成部件之一,其疲劳失效直接影响到飞机的安全飞行,因此,疲劳载荷谱编制的是否合理的将决定结构设计是否安全和经济。本文介绍了民用飞机平尾水平安定面作动器疲劳载荷谱编制的基本原则和基本方法,以国内某型号平尾水平安定面作动器疲劳载荷谱编制为例,详细阐述了用于分析的当量谱和用于试验的飞-续-飞载荷谱的编制方法。     

程序载荷谱编制的计算机化

本文研究了程序载荷谱的计算机编制理论。为了使传统的手工编谱方法计算机化,省工省时、提高计算精度,本文提出了参数估计的复合形法,研究了合成扩展的计算机化问题、最大载荷值计算问题以及各级载荷循环次数计算问题。     

汽车后桥强化程序载荷谱

符合实际路况的室内强化疲劳试验,可以加快汽车结构部件的试验进程.本研究通过对汽车后桥垂直载荷的分析,提出了按路面强化的试验方法.在编制程序载荷谱的基础上,对后桥壳体进行了强化疲劳试验.     

汽车车轮力传感器研制

介绍汽车车轮力传感器的研制和数字信号的自动处理方法。该传感器能同时动态测出运动中汽车车轮与地面作用点处的瞬态垂直作用力（路面的支反力）和水平作用力（驱动力或阻力）,具有精度高、制造安装容易、计算机自动标定、自动信号处理、操作简单方便等特点。它使对汽车进行载荷谱测试、汽车整车系统动态分析中外激励载荷的确定、零部件的可靠性设计等成为可能。     

威布尔分布随机载荷下齿轮弯曲疲劳试验分析

根据齿轮传动过程中普遍承受的三参数威布尔分布载荷谱,编制了试验用随机变幅疲劳载荷谱,在MTS电液伺服疲劳试验机上利用成组试验方法完成了该随机载荷作用下齿轮弯曲疲劳试验,得到了特定变异系数三参数威布尔分布载荷谱下齿轮弯曲强度的S-N曲线。试验结果证明,在服从三参数威布尔分布随机载荷谱下,随机变幅疲劳试验得出的轮齿疲劳寿命远低于恒载荷疲劳试验得出的疲劳寿命。对随机载荷下的齿轮设计的疲劳极限的理论值进行了预测,并与试验结果进行了比较。随机载荷下的理论值与试验结果相吻合,因此可以通过随机载荷谱的载荷比例系数去推断随机载荷下齿轮弯曲疲劳强度值。     

汽车悬架承载梁焊接结构疲劳分析

为了有效地评估悬架承载梁的疲劳寿命,研究了焊接结构的疲劳测试与分析方法,提出了与CAE相结合的载荷谱测点合理布置原则。基于应变测试技术,合理布置测点,采集承载梁关键点的道路载荷谱,将三向应变花的载荷数据合成和获取动态signed VonMises应力;基于焊接结构的等级划分理论,研究了焊接结构性能相关的参数构成,最终确定了悬架承载梁结构的S-N曲线;基于雨流计数方法和损伤累计理论,实现了疲劳寿命的预估,获取了实车室内可靠性试验中悬架承载梁的考核结果;基于损伤评价理论进行了与室内可靠性试验结果的对比,形成了一套完整的基于实测载荷谱数据的焊接结构疲劳分析方法。研究结果表明,该疲劳分析方法和流程能够有效预测焊接结构的疲劳寿命。     

基于施工载荷的混凝土泵车整车动力学分析

针对当前混凝土泵车动力学分析割裂了各子系统之间的耦合关系,仅对单一子系统进行独立研究的问题,提出了一种混凝土泵车真实载荷状态下整机动力学分析方法。以混凝土泵车整机为对象建立有限元模型,加载两种冲击荷载模型来模拟实际施工时整车受到的动态冲击：通过建立混凝土流速模型,推导出混凝土输送管道上由混凝土流动对管壁摩擦引起的冲击载荷;依据混凝土泵液压系统工作原理,建立泵送冲击载荷模型。联合HyperMesh软件与MSC.Nastran求解器对混凝土泵车整机进行有限元动态仿真前处理与求解。最后,通过3种典型工况下仿真与实验对比,两者结果一致,验证了冲击载荷模型的合理性与仿真结果的可靠性。     

考虑桥梁限重标志对驾驶员行为约束的车辆荷载效应研究

通过对某市货车驾驶员进行问卷调查,研究了桥梁限重标志对货车驾驶员驾驶行为的约束作用规律;基于实测随机车流的统计分布规律,利用蒙特卡洛法编写了考虑桥梁限重标志对驾驶员行为约束作用的随机车流模拟程序.以55t桥梁限重值为例,根据《公路工程结构可靠度设计统一标准》的荷载效应分析方法,计算了简支梁桥在模拟随机车流荷载作用下的跨中弯矩和支座剪力.对日均交通量、条件约束水平和桥梁跨径进行了参数分析,并将随机车流荷载作用下的荷载效应与中国现行桥梁设计规范中对应的汽车荷载效应标准值做了比较.研究结果表明:1)只有当超重货车驾驶员均严格遵守桥梁限重规定时,桥梁限重标志才能有效地控制车辆荷载效应,从而保障桥梁的安全可靠性;2)中国现行桥梁设计规范的设计荷载可能低估了某些路段实际车流的荷载,且在小跨径桥梁上尤为突出,应当引起重视.     

Parametric Study on Cable-Stayed and Knee-Braced Steel Portal Frames

To improve wind resistance capacity of cable-braced steel portal frames,a double-braced portal frame was proposed by adding two pre-stressed knee braces to a cable-braced portal frame. To study the reasonable range of application and method of cable parameter determination for this novel structure,the influences of load condition, span, base constraint, and cable parameters on structural performance were investigated by using the finite element code SAP2000. The results show that pre-stressed knee braces can effectively resist both uplifted and lateral wind loads,so this cablestayed and knee-braced steel portal frame is suitable for large wind.When the vertical load is comparable with the wind load,this novel type of portal frames is suitable for a medium span( 21-48 m). The cables in the cable brace can be determined by structural vertical stiffness,and the cables in the knee brace can be designed as the same as those in the cable-stayed part for the reason that their cross sectional area has only a weak effect on the structure. If no cable fails,the pretension variation of the cable does not affect the stiffness of the portal frame. The cable in the cable brace,working together with the cables in the knee braces,can ease uneven distribution of internal force,and their pretensions can be determined according to actual engineering projects.     

满意度动态加权法在自卸车车架拓扑优化中的应用

为了使自卸车车架在满足使用性能的条件下达到轻量化的要求,将拓扑优化方法引入车架的结构设计过程中。以车架多工况权重刚度最大化为优化目标,以设计区域的体积分数为约束,以设计区域的材料密度为设计变量, 建立了自卸车车架结构多刚度拓扑优化模型;在采用动态加权方法将多刚度这一多目标优化问题转化为单一目标优化的过程中,基于决策论中满意度理论提出了多工况权重比的计算方法。该方法使权重比的设定随每个单目标函数在每次迭代后的变化而自动调整,可避免传统方法中由于设计者主观因素造成的权重比偏差。仿真分析表明,车架性能满足工作要求,验证了车架设计的合理性。     

重型矿用自卸车车架强度分析

应用solidworks软件和ANSYS软件,建立了矿用220 t自卸车车架有限元分析模型,得到了在全局加载下车架的应力分布;针对车架应力分布很不均匀的问题,对车架结构、布筋提出了改进;采用电测法测定了满载静止工况下车架特定点的应力,验证了有限元模型的正确性.     

高温后密肋复合墙体框格单元剩余承载力

密肋复合墙体由钢筋混凝土框格与内嵌的轻质加气混凝土砌块组成,是密肋复合墙结构的主要受力构件,其框格单元是最基本的受力单元.根据密肋复合墙体各材料高温后的力学性能,对框格单元进行数值模拟.按照ISO834国际标准升温曲线,得到在不同火灾加载方案下的温度场云图.以此为基础,对框格单元在竖向荷载下的承载力进行数值模拟分析,比较了单面受火和双面受火后的力学性能.结果表明,随着受火时间的增加,剩余承载力下降的速度是先快后慢;在施加竖向位移荷载时,一面受火的框格单元更易出现面外位移,因此比双面受火的框格单元先达到极限荷载.     

车辆荷载对公路路基的动力作用研究

分析了路面工况对车路动态响应的影响,研究了不同车速对路面动态响应的影响,讨论了不同质量的车辆对路面的动载作用情况.结果表明:在竖向上随着深度的增加动应力呈衰减趋势;车—路耦合产生的动载作用受路面工况的影响较大,路面等级越低(路况越差),车辆对路面的动载荷越大;车速增加,车辆对路面的动载荷也随着增大;在相同条件下,重型车辆较轻型车辆对路面的动载荷要大很多,即重车对路面的破坏作用更为严重.     

自卸汽车车架模态试验与分析

针对某自卸汽车在使用过程中出现的横向抖动问题,采用试验模态分析技术对车架动态性能进行了分析,得到了该车架的各阶模态频率、模态阻尼以及模态振型等。分析结果表明,该自卸汽车车架前部刚度较弱,当激励频率接近或等于5.75Hz和10.36Hz时,可使车架共振产生横向抖动。从而为进一步研究整车振动、疲劳、噪声等问题奠定了基础,也为车架结构的优化设计提供了参考依据。     

广义Gibson地基内部作用线源荷载的基本解

针对广义Gibson地基在埋藏线源荷载作用下的静力学问题,通过将内源线荷载等效为在相同深度范围内连续的集中点荷载的累加,采用Hankel积分变换方法,再结合具体的边界条件,推导得到地基土体在内源点荷载作用下的Hankel变换域中的解,并利用Hankel逆变换将变换域内的解转换为物理域内的积分形式解。然后对该解沿深度方向积分求得了地基土体在三种沿深度分布线荷载作用下的竖向位移解,并对地基内部沿深度分布线源荷载作用下地基表面土体变形问题通过具体算例,运用数值积分计算方法,分析了地基土体的非均质性、荷载分布深度等因素对地基表面土体竖向位移的影响。结果表明:①地基土体的非均质性对地基表面竖向位移有较大影响,相对而言,线源荷载竖向分布深度及荷载分布形式对地表竖向位移的影响较小,且地表竖向位移主要受浅层荷载的影响;②荷载分布深度对地表位移的影响主要体现在土体非均质性较小情况下,且在荷载沿深度减小分布时最为显著。     

基于原型观测的水电站厂房结构振动分析

由于规范中用以计算动位移的动荷载与实际情况有一定出入，为了找出最主要的垂向动荷载，并提出计算厂房结构垂向动位移的方法，根据原型观测资料结合信号分析技术分析了水电站正常运行时尾水脉动、水轮机顶盖压力脉动、项盖垂向振动、推力轴承垂向振动、下机架基础垂向振动和机墩顶部垂向振动之间的位移与频率关系，并详细阐述了水电站厂房结构内的动荷载情况，指出各种动荷载可能产生的作用及影响，对某些荷载的量级做了初步估算，进而找出最主要的垂向动荷载——轴向水推力的脉动．结果表明，顶盖压力脉动与尾水脉动是轴向水推力脉动的主要原因，规范规定的垂向动荷载偏大．最后，基于实测资料对厂房结构进行三维有FIt元反馈分析，提出了一种计算厂房结构垂向动位移的方法。