基于弹性层状体系理论下的重载铁路轨道结构动力响应分析

通过分析重载铁路轨道结构的受力特征,得出车辆荷载在轨枕上的分担规律。基于二维弹性层状体系理论建立了重载铁路轨道结构的层状体系力学模型。利用MATLAB软件编制相应的程序计算出弹性层状体系的理论解,将得出的计算数据和大秦线实测数据做对比分析,检验出计算程序的正确性和弹性层状体系理论研究方法的可行性,为今后重载铁路轨道结构动力响应的研究提供了一套新的思路和方法。     

基于刚度矩阵法的重载铁路路基基床应力分析

目前现行规范对层状体系的铁路路基基床结构的应力计算采用等效厚度法,按Boussinesq公式进行计算,没有很好反映不同土层材料性质之间的差异,缺乏严密的理论依据。针对重载铁路路基四层结构体系,采用基于刚度矩阵的层状理论分析方法针对其不同深度处的应力求解。通过均质土层的计算结果与Boussinesq公式的理论结果的比较,验证了刚度矩阵法及其计算程序可行性。     

基于Excel-VBA的大型船舶纵向下水计算通用程序设计

对大型重载船舶进行下水计算及其安全性研究时,需要考虑船体局部结构强度问题.利用船舶下水的弹性计算方法计算了船体在下水过程中的局部受力,校核船体局部结构强度能否满足下水要求;并以Excel软件为基础,利用VBA设计开发了适合于大型船舶下水计算的通用程序.实例计算表明,该通用程序在大型船舶下水分析方面具有较强的通用性和实用性,同时在与其他软件进行数据交互方面,也具有很强的通用性.     

路面结构的动态谱元分析

结合层单元刚度矩阵和有限单元法,基于快速傅里叶变换和傅里叶-贝塞尔理论,根据层间连续和光滑2种接触状态分别进行系统矩阵组装,推导出了一种精确性和鲁棒性很好的谱元计算方法,可以对轴对称层状体系的动态行为进行分析,并开发了计算程序.从两方面对该算法的准确性进行了验证:静态过程与BISAR3进行比较;动态计算结果直接与实测数据比较.该方法计算速度快,能够精确计算路面结构的动态响应,有广泛的工程应用价值.由于谱元法在频率一波数空间内进行运算,因此还可方便导入材料黏弹性模型,以考察结构的流变属性.     

高速流体动压滑动轴承的润滑分析

对高速轻载、高速重载流体动压滑动轴承分别进行了热效应和热弹性分析及试验研究 ,给出了高速轴承不同承载情况下的轴承静特性润滑分析计算方法。理论计算结果与试验数据具有较好的一致性     

重载铁路轨道受力分析与养护方法探讨

分析了重载铁路的轨道受力情况,结合工作实际,探讨了重载铁路的养护方法。     

铁路轨道永久沉降的预测

项目主要研究了铁路道砟的沉降规律,实验包括大型三轴实验和模拟轨道实际情况的复合元素实验(CET)。铁路道砟中的应力分布通过电脑计算分析得出,研究采用有限元(FEM)的方法对铁路道砟的非弹性应力-应变特征进行了模拟,扩展的Drucker-Prager(D-P)硬化模型用来模拟道砟颗粒材料在相对较大荷载下的弹塑性特征。通过三轴压缩实验推导出了道砟永久应变公式。CET实验用来验证复核通过永久应变公式得到的沉降预测结果。通过道砟沉降模型的建立,能够对铁路轨道的寿命性能有一个更好的了解。     

重载作用下路面结构不均匀破坏特性

为了研究路面结构中同一层面强度不均对路面的影响,进行了车辆的轴重及其轮胎接地面积和压力的研究,基于实际轴载的作用形式,应用弹性层状体系理论建立路面结构的有限元模型.分析了重载作用下,公路沥青路面路面结构的力学响应.分析结果表明,在路面结构同层材质不均的情况下,沥青路面损坏的主要原因是轴载对路面结构作用产生过大的不均匀沉降使路面一次性加载在路面产生水平方向的拉应力导致拉张破坏.     

辅助钢梁加固重载铁路桥梁的动力响应分析

既有重载铁路混凝土简支双T桥梁已不能满足现在重载运输的要求,故对既有重载铁路桥梁提出一种加固方法——辅助钢梁加固法.采用列车-轨道-桥梁系统的时变动力分析理论,建立列车-轨道-桥梁系统的空间振动分析模型.本文计算了桥梁加固前后的动力响应和加固后不同速度条件下桥梁的动力响应,将计算结果与现场实车试验作了对比.计算及试验结果表明,采用辅助钢梁加固法能同时显著提高混凝土双T梁的横向和竖向刚度.因此该加固方法是合理可行的.     

北方季冻区货车专用公路沥青路面设计指标

目的研究我国北方季冻区货车专用公路沥青路面设计指标,弥补现行沥青路面设计规范中设计指标单一的问题.方法对比分析国内外重载交通沥青路面设计指标,以弹性层状体系理论为基础,利用BISAR软件对试验路结构方案进行定量计算并分析其结果的合理性.结果完善了现行沥青路面设计规范中仅以路表弯沉、结构层层底拉应力作为路面结构组合设计的设计指标,提出了适合北方季冻区货车专用公路沥青路面设计的多指标设计体系:路表弯沉、无机结合料层疲劳、沥青混合料低温缩裂和永久变形四个设计指标.结论理论分析和试验路路面使用性能检测证明,所提的设计指标符合我国北方季冻区货车专用公路沥青路面设计实际.     

钢筋混凝土厚板的变形分析

本文用有限层法研究钢筋混凝土矩形厚板的变形规律.分析计算表明,当钢筋混凝土板的厚度较小时,用层状体系理论和有限层法计算应力、位移,都与薄板理论结果十分接近;当钢筋混凝土板厚度较大时,有限层法的计算结果,较薄板和中厚板理论的结果小,而与层状体系理论的相同.这说明对于弹性地基上的钢筋混凝土厚板,按薄板理论计算是偏于保守的.本文的方法对于弹性地基上钢筋混凝土薄、厚板计算通用,不受层数、层间接触条件、地基模型、荷载类型和位置的限制.     

单层球形网壳的弹性屈曲分析及其试验研究

本文对单层球形网壳的弹性屈曲进行了理论分析及结构模型试验。结合结构大位移问题的特点,编制了结构稳定分析的有限元程序,用该程序对一单层球形网壳进行了分析计算,对比试验结果表明所用理论是可靠的,所编程序是有效的。本文对所用理论作了评述,并提出了今后研究的方向。     

复合层合管力学模型的研究

研究在考虑内部工作压力及分层间套合压力时，由多种材料制成的层合圆管中的应力分析方法，可为设计并优化复合层合管结构参数提供有效的理论依据。采用弹性力学理论及正交各向异性材料三维弹性理论，建立复合管的力学模型，分析复合管中各分层的应力及变形，推导出确定各分层界面上法向作用力的方程组     

飞机荷载作用下场道地基附加应力特征

运用弹性层状体系理论,编制有限元计算程序,对飞机荷载作用下场道地基顶面及地基内不同深度处的附加应力进行了计算和分析,给出了飞机荷载作用下地基顶面附加应力的平面分布规律及附加应力在深度方向的变化特征。     

基于哈密尔顿体系的半解析法与波传播问题的应用

利用结构力学与最优控制的模拟理论，把哈密尔顿体系引入到弹性波导问题中，导出动力－部分杂交元，建立一套哈密尔顿体系下的半解析法，并通过条形域分层介质波导问题的求解，展现了这一方法的广阔前景。     

室内大尺度爆炸试验装置结构设计及分析

为实现在相对固定条件下各种爆炸现象、结构或材料抗爆特性等的实验研究,设计了室内大尺寸爆炸试验装置并考虑了减振措施,该爆炸试验装置是地下半封闭式分层复合结构,复合结构层由钢板、钢筋混凝土和砂隔振层组成.运用一维弹性平面应力波理论对爆炸试验装置的抗爆性能进行了分析,并对分层复合结构的抗层裂和震塌效应进行了研究.结果表明,该装置可满足工程抗爆实验的要求.     

基于横观各向同性碎石底基层沥青路面结构分析

基于所建的横观各向同性层状弹性体系解,使用编制的基于该理论解的路面结构分析程序ANISOLAYER,分析了碎石材料横观各向同性特性对碎石底基层半刚性沥青路面结构的影响,对于软土地基来说,起到一定的加筋作用,随着粒状类材料水平模量的减小,可有效地降低半刚性基层底部的拉应力,使路面结构的受力状况更加符合实际,而且从路表弯沉、沥青层底部拉应变、半刚性基层底部拉应力以及路基顶部压应变来看,都使路面的寿命减小。     

软基上结构仿真计算方法及其应用

根据半无限大地基弹性沉陷公式,利用线粘弹性－弹性相应原理及Ｌａｐｌａｃｅ变换等数学工具,导出了Ｋｅｌｖｉｎ型和三参量粘弹性地基沉陷公式。用空间八结点徐变等参单元离散上部结构,地基沉陷采用粘弹性理论解,提出了对软基上结构进行仿真计算的半解析计算方法,并编制了相应的计算程序,实例计算表明,仿真算法能很好地模拟整个工程从开挖施工到正常运行的全过程。     

车辆-有砟轨道-桥梁系统动力分析模型及验证

针对桥上有砟轨道,利用耦合动力学理论,建立了车辆-有砟轨道-桥梁系统动力分析模型,编制了仿真计算程序.通过与既有理论分析结果和软件计算结果的对比,对本文所建模型的正确性进行了验证.该模型可用于研究车辆、轨道和桥梁结构的动力相互作用,可用于对车辆运行的舒适性以及桥上有砟轨道结构的动力特性进行预测评价.     

自动化理论的实时控制设计

本文为应用有限自动机（ＤＦＡ）理论，实现微机实时控制系统的程序设计，阐明系统的总体结构、功能模块、程序实现的方法和算法的正确性。程序设计使用ＴｕｒｂｏＰａｓｃａｌ语言编写。在实时控制系统的实现证明，应用有限自动机理论可极大地提高系统的响应速度，简化程序设计步骤，是实用和具有独特风格的程序设计方法。