基于RecurDyn的平架湿地型履带推土机转向性能分析

为使平架湿地型履带推土机在湿地路面实现更高效转向，分析湿地土壤物理特性对该类车辆转向性能的影响.利用PRO/E和RecurDyn软件创建履带推土机三维模型，建立不同含水量湿地路面模型，对模型进行不同载荷下的多体动力学仿真，对比分析履带推土机转向半径、转向极横向偏移量、左侧履带驱动牵引力和右侧履带制动力，得出不同湿地土壤、不同载荷下平架湿地型履带推土机的转向性能参数变化规律.     

考虑履带张力的履带车辆牵引力-滑转率分析与试验验证

为了研究履带车辆在砂土路面的通过性能,在接地压力试验的基础上,建立了考虑履带张力的接地压力分布模型。根据该接地压力分布模型以及履带与地面之间的相互作用规律,分析计算了考虑履带张力时履带车辆牵引力-滑转率的关系。最后,进行了履带车辆砂土路牵引力试验。结果表明:考虑履带张力的牵引力-滑转率计算结果与试验结果更加一致,为研究履带车辆在砂土路面的通过特性奠定了一定的基础。     

履带机械地面力学建模及牵引性能仿真与试验

针对现有履带机构仿真模块难以适用于无支重轮式矿用履带车辆的局限性,通过分析履带-地面交互力学机理,以每块履带板与地面的力学作用为基元,根据Bekker理论建立了履带沉陷、地面垂直力、牵引力、侧向力、行驶阻力的数学模型,并基于此模型和FORTRAN语言开发了履带一地面交互力学用户子程序.将该模型结合多体动力学仿真软件ADAMS的二次开发技术,建立了某型矿用履带车辆虚拟样机模型,并进行了牵引性能动力学仿真分析.研究表明,该仿真模型能够对行驶阻力和挂钩牵引力进行分析预测,误差小于15%,在允许范围之内,可以作为履带机构牵引设计的工具,且具有更好的普适性.     

金属履带拖拉机支重轮接触应力分析

针对金属履带拖拉机支重轮断裂、卷边时的接触应力进行分析计算。首先,对支重轮在工作过程中的静止、重心偏离、牵引力倾斜与重心偏离3种状态进行了受力分析,并使用接触理论进行接触应力的理论计算;然后,利用 ANSYS 软件建立支重轮结构的三维有限元模型,对3种工况下的接触应力进行有限元数值计算。计算结果表明：整机在牵引力倾斜及重心偏离工作状态下支重轮的接触应力为最大,尤其对于 C1302机型;最大接触应力在轮缘处。接触应力的理论计算与数值模拟分析结果非常接近,吻合较好,其误差不超过5％。     

掘进机履带行走机构设计参数分析

在分析掘进机履带行走机构工作原理的基础上,提出了履带行走机构牵引力及输入功率的计算公式,阐述了驱动轮、支重轮及张紧轮的设计原则。     

大型履带支重轮接触应力分析

本文结合产品设计研究了支重轮设计参数及上部结构载荷的分布情况,给出了支重轮的设计方法,根据支重轮与履带节的外形情况及Hertz理论公式提出了支重轮与履带接触应力的简化计算公式,并通过对支重轮整体三维模型的有限元接触应力的计算分析,验证了Hertz简化公式的正确性。     

基于AUPF算法的水下履带车动力学参数估计

针对多金属结核采矿车在稀软底质行驶作业时有效驱动轮半径和履带打滑率等动力学参数难确定的问题,基于多金属结核采矿车的牵引力分析和液压驱动系统的负载特性分析,建立用于多金属结核采矿车动力学参数估计的高阶非线性系统模型 . 针对基于高斯模型的无迹卡尔曼滤波（Unscented Kalman Filter,UKF）算法无法在非...     

三角形履带车轮结构瞬态冲击分析

提出了三角形履带轮系机构的动力学仿真方法,利用该方法建立了履带车辆1/2整车动力学模型并进行了瞬态冲击工况仿真.将仿真结果输入有限元模型,完成了对履带车轮主要结构的有限元计算.对计算结果进行了分析和改进.试制的三角履带轮系安装在样本上,试验结果表明,相同工况下,试验结果与仿真结果十分接近.     

履带板在水稻土内的推力滑移特性

本文总结并分析了在土槽内进行的履带板推力滑移特性的试验结果。土槽内的土壤是取自水稻田的中粘壤土。分析结果指出:增加履刺高度就相应地增加土壤对履带板的最大水平推力(绝对值与拉动履带板的水平牵引力相等)。增加履带板接地压力也使最大水平推力增加。土壤含水量大小影响履带板接地压力所产生的作用。在直刺、人字刺和圆弧刺三种履带板中,其他条件相同时,制造简便的直刺履带板的推力最大。在试验过程中,还观察了在履带板作用下的土壤失效模式。为了深入研究这个问题,寻找提高履带式行走机构通过性,降低能耗的最佳途径,今后要作进一步的探讨。壤含水量大小影响履带板接地压力所产生的作用。在直刺、人字刺和圆弧刺三种履带板中,其他条件相同时,制造简便的直刺履带板的推力最大。在试验过程中,还观察了在履带板作用下的土壤失效模式。为了深入研究这个问题,寻找提高履带式行走机构通过性,降低能耗的最佳途径,今后要作进一步的探讨。     

履带张紧力及其在履带环上的分布

针对履带环上复杂的履带张紧力问题,研究了张紧力在履带环上的分布情况,并分别以诱导轮、上支履带、主动轮及负重轮为隔离体,分析履带张紧力与外部载荷的关系.在此基础上,建立了履带环张紧力分布的理论估算模型.利用多体动力学模型,对不同路面障碍下的履带张紧力进行了理论估算和动力学仿真,通过对理论估算与仿真结果的对比分析,检验了履带环张紧力估算模型的合理性.      

高速列车作用下路基上板式无砟轨道动力系数

基于列车-轨道耦合动力学理论,建立列车-板式无砟轨道-路基三维有限元耦合动力学模型,并对建立的三维有限元耦合动力学模型进行相应的程序验证。运用建立的耦合动力学模型,对列车在路基上板式无砟轨道线路上高速行驶时,在线路平顺工况和各种不平顺工况下,无砟轨道各部件动力特性和相应动力系数进行理论研究。研究结果表明:在线路平顺状态下,车辆轮载及无砟轨道各部件动力响应很小,动力系数不超过1.2;在线路中长波随机不平顺激扰下,轮载动力系数接近2,无砟轨道各部件动力系数在1.70～2.06之间,轮载动力系数和无砟轨道各部件动力系数相差不大;短波不平顺对轮载动力系数有很大的影响,由于短波不平顺引起的振动在无砟轨道中衰减很快,其对无砟轨道上部部件动力系数的影响较大,而对无砟轨道下部部件动力系数的影响很小。     

履带车辆软地转向性能理论分析

建立了一个履带车辆软地稳态转向模型,模型中考虑到了车辆沉陷、纵向倾角等因素;对模型参数进行了数值计算,并以此分析了土壤、车辆结构诸多参数对转向性能的影响.     

考虑履刺形状的履带板土壤推力研究

考虑土壤水的质量分数和剪切速率推导履带板土壤推力.将履带板土壤推力分为作用于履带板底部的力、履刺底部的力、垂直于履刺剪切面上的力和作用于履带板两端的力,并分别进行了推导.创新性地考虑了履刺拔模角度和八字角度对履带板土壤推力的影响,最终得到新的履带板土壤推力公式.进行了实际履带板牵引试验,将试验结果与Bekker推力公式和Reece推力公式进行了对比,对新推力公式进行了验证.      

基于COMSOL与AVIZO联合仿真方法的土体三维细观渗流特性研究

为实现COMSOL与AVIZO联合仿真过程,以福州某地原状花岗岩残积土为研究对象,基于工业CT扫描与图像处理技术,建立真实土样的三维孔隙网络模型,并以单相水渗流场模拟为例,详细探讨了两者数据交互对接的可视化过程。结果表明：可视化联合仿真技术可以较好地实现细观尺度下的三维模型渗流场模拟和渗透率计算。研究方法丰富了现有土体三维重构仿真模拟的手段,为细观孔隙结构及流体渗流研究提供了新途径。     

地铁列车荷载计算方法对盾构隧道动力响应的影响

采用地铁列车移动轮载、激振力函数法和数定分析法计算得到上海地铁列车荷载时程,考虑管片-土体及管片间的接触特性和纵向螺栓的连接作用,建立道床-管片-土体系统的三维动力有限元模型,分析比较了3种计算方法所得隧道结构动力响应的差异.研究表明:3种方法所得道床和土体单元动应力以及道床点位移时程曲线基本一致;基于实测数据的数定分析法适用于地铁列车荷载引起的环境振动评价,移动轮载和激振力函数法均会导致加速度频谱分布产生误差.     

桩承式路堤土拱效应的三维数值模拟

结合模型试验结果,建立了三维有限元数值模型,对桩承式路堤中土体竖向应力分布规律进行了分析,计算结果和实测结果具有很好的一致性,而且反映出了土体竖向应力随深度的分布规律、土拱作用机理以及土拱的作用范围.模型试验和计算结果显示:桩承式路堤中土拱内部竖向应力随深度非线性减小,而土拱上部路堤中土体应力随深度近似线性增加.研究还发现,随着荷载水平和桩体-桩间土沉降差的变化,土拱的发生区域也在变化,实际土拱作用的影响范围在路堤底面以上约1倍桩间距的区域,要大于目前理论解答所做的假设.     

轨道交通隧道基底刚度对共建结构的振动影响分析

为了探明建筑物与轨道交通隧道共建时隧道基底刚度对系统振动的影响,建立列车-轨道-隧道-土层-建筑物系统耦合振动模型,列车-轨道动力学模型和隧道-土层-建筑物有限元模型通过扣件力进行参数传递,对隧道基底土层加固为不同刚度时隧道结构以及建筑物结构振动位移、速度、加速度响应进行了时程分析、频谱分析和振级分析等.结果表明:隧道基底刚度越大,其下沉位移越小,隧道结构振动速度突变越大且振动速度的周期性越不明显,但振动位移的振幅变化与隧道基底刚度没有严格的相关性;隧道基底刚度对隧道振动加速度影响的主要频率为1~5Hz的低频部分;隧道基底刚度对于建筑物结构振动有较大影响,主要集中于低频范围,影响幅度可达10dB.     

土体参数随机场模型下边坡稳定可靠性分析

土体参数具有明显的离散性,把土体参数作为独立或相关的随机变量模型进行可靠性研究有一定的局限性．将土性参数视为随机场模型,考虑参数自相关性,根据实测静力触探资料拟合了相关函数,求解了某边坡土体的相关距离,将点方差转化为空间均值方差,按JC法计算了某边坡稳定可靠度指标．结果表明,将按随机场模型计算的可靠度指标要大于按独立或相关随机变量计算的结果,土体客观上存在自相关性,因此按随机场模型计算的可靠度指标更符合实际情况．     

基于机器学习的深基坑三维土层重建

在深基坑施工过程中,需要通过少量钻孔数据来进行土层三维模型重建,以获取土质信息分布.提出一种基于机器学习的土层重建方法,首先设计土层生成算法来进行土层训练数据集的数据增强.然后根据钻孔信息数据结构设计了预测模型特征编码方法,作为预测模型的标准输入,通过搭建卷积神经网络模型,对土层结构进行特征提取,形成土层预测模型.随后,利用预测模型对待预测地块中的离散格点进行土层属性预测,获得土层体数据.最后,对土层体数据利用Marching Cubes算法生成封闭等值面,形成土层实体块,从而实现了对三维土层的重建.本模型能够适应不同层数、不同类型的地层,具备了实际工程应用的初步条件.     

路基不均匀沉降对车辆和轨道动力响应的影响

以经典车辆-轨道耦合动力学为基础,推导了考虑重力的板式轨道相关结构振动方程,结合多刚体的车辆系统动力学模型,建立了考虑重力的车辆-板式轨道垂向耦合分析模型,提出了通过路基反力变化模拟路基不均匀沉降的具体方法,并对模型和方法进行了必要的验证.利用该模型研究了行车速度及路基不均匀沉降(包括路基不均匀沉降幅值、路基不均匀沉降波长等)对系统动力响应的影响.研究表明:随着行车速度和路基不均匀沉降幅值的增加,系统响应均相应增加,路基不均匀沉降对车辆运行影响的控制性指标应以舒适性指标为主、安全性指标为辅;随着路基不均匀沉降波长的增加,系统动力响应存在一个先增加后减小的过程,路基不均匀沉降的敏感波长与混凝土底座的长度有关.