土体对悬臂挡墙模态的影响与应用
描述： 模态参数是损伤诊断和状态评估的关键性指标,但对悬臂挡墙,由于墙体结构与墙后半无限土体相互作用机理的复杂性,目前尚无有效的方法模拟出其模态参数。文章首先通过现场脉冲锤击模态试验得出墙土系统实际模态参数,并与忽略墙后土体作用下挡墙结构模态参数对比,表明墙后土体影响效应不可忽略的基础上,对墙后土体给予墙体附加刚度、质量计算方法进行了研究,并进而进行了考虑土体影响效应时挡墙的有限元模态分析,其结果与现场测试相吻合,从而证明了土体影响效应计算方法的合理性与脉冲锤击模态测试方法的可行性。最后,在此基础上对挡墙主要损伤及破坏状态下模态参数特征及诊断方法进行了研究;为悬臂挡墙健康诊断提供了一种快速、简便、无损、有效的模态分析检测法。
弹性支承块式轨道在高速列车作用下的动力响应分析
描述： 为研究高速列车-弹性支承块式无碴轨道系统的动力学性能,提出一种竖向振动分析方法。其原理是:将高速列车的动车和拖车模拟为具有二系悬挂的多刚体系统;将弹性支承块式无碴轨道模拟为具有24个自由度的轨段单元的集合;基于弹性系统动力学总势能不变值原理及形成系统矩阵的对号入座法则,建立此系统竖向振动矩阵方程,并采用Wilson-θ数值积分法求解,计算速度为200km/h时此系统竖向动力响应,研究轨道刚度对此系统竖向振动响应的影响规律。研究结果表明:钢轨竖向位移最大为1.125mm,支承块竖向位移最大值为0.522mm,并且计算波形图可以反映列车编组;钢轨扣件竖向刚度的合理取值范围为60~80kN/mm,块下垫层的竖向刚度宜大于80kN/mm。
平面框架弹塑性分析的增量内力塑性系数法
描述： 提出一种分析框架结构弹塑性响应的新方法即增量内力塑性系数法。由该方法直接得到结构弹塑性增量割线刚度矩阵,并据此提出直接迭代算法求解结构增量平衡方程。研究结果表明:直接迭代算法与经典的牛顿-拉夫逊方法相比,它不用数值积分形成结构弹塑性切线刚度矩阵,也无需在每次迭代步中计算结构整体不平衡力,简化了计算过程;弹塑性增量割线刚度矩阵可以显式给出,减少了计算工作量,且计算结果与经典解析解以及其他数值解十分接近;采用增量内力塑性系数法分析一般平面框架只需采用至多2个单元离散框架构件就可以得到足够的计算精度。
铁路钢桥横向刚度 限值分析
描述： 根据对发生过脱轨事故桥梁的分析,得出桥上列车脱轨的主要原因是桥梁横向刚度不足.多起桥上列车脱轨事故表明:现有铁路钢桥横向刚度限值不能预防列车脱轨,原因是现有桥梁横向刚度限值分析方法不能分析桥上列车走行安全性.基于列车脱轨能量随机分析理论,提出新的铁路桥梁横向刚度限值分析方法.具体步骤是:建立具有安全系数的预防脱轨条件,确定在设计车速下预防脱轨的桥梁横向刚度限值,代入此值检算桥上列车走行平稳性与舒适性.该方法确定的桥梁横向刚度限值既能保证列车平稳舒适运行,又可防止脱轨.运用此方法,制定的提速线32和40 m上承式钢板梁桥的横向刚度限值分别是主梁中心距为2.36和2.55 m,提速线3×80连续钢桁梁桥的横向刚度限值是主桁中心距为6.61 m.
基于小波神经网络的锚杆-围岩结构系统的识别
描述： 提出了一种用于识别锚杆杆侧刚度因子的小波神经网络模型.首先,利用均匀设计方法建立锚杆系统的样本库,采用数值模拟得到各样本的锚杆杆顶的动测信号;然后将小波分析和人工神经网络结合起来,利用小波分析技术提取的能表征系统状态的特征向量作为输入向量,利用广义回归神经网络识别杆侧刚度因子;最后,利用样本对所建立的小波神经网络进行训练.分析结果表明:训练后的神经网络能够较好地识别锚杆系统杆侧刚度因子,为锚杆系统的锚固质量评价提供了一个有效的智能化手段.
桁段有限元法分析钢桁梁桥振动
描述： 将列车-钢桁梁桥作为整体振动系统,钢桁梁桥采用桁段有限元法离散,列车采用具有23个自由度的二系弹簧车辆空间振动模型,得到系统振动的矩阵方程.以桥上实测蛇形波作为激振源,分别计算了旅客列车以80、100和120 km/h,货物列车以60和80 km/h车速通过某连续梁桥时车桥系统的振动响应,与传统有限元法相比,桁段有限元法能更好地处理钢桁梁桥中的桥门架单元.对某3×64 m连续梁桥的车桥振动进行分析表明,其Sperling指标、脱轨系数和减载率均在安全行车范围内,行车安全有保障,舒适度和车辆平稳性指标均达合格以上.
四节点二十四自由度平板壳单元几何刚度 矩阵显式解析式的推演算法研究
描述： 几何刚度矩阵的推演是结构几何非线性有限元分析的重点和难点之一。推导几何刚度矩阵显式解析表达式成为简化非线性有限元列式,提高分析效率的关键。本文在协同转动法框架下,基于刚体运动法则对四节点二十四自由度的平板壳单元几何刚度矩阵显式解析式进行了推导和讨论;分析了悬臂梁大转动、不同壁厚条件下简支圆柱形屋顶空间大变位两个经典算例。研究结果表明:(1)几何刚度矩阵的显式计算公式不仅为板壳结构几何非线性列式提供了方便而且具有良好的精度;(2)推导的几何刚度矩阵适用于各类型四边形二十四自由度平板壳单元模型;(3)与数值积分相比,采用解析形式的几何刚度矩阵可以显著提高非线性响应计算效率。
