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曲线通过参数对高速列车牵引齿轮传动系统动力学响应影响研究

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振动与冲击 2022年第13期41卷 283-293页

作者：寻麒儒魏静吴昊李伟平重庆大学机械与运载工程学院重庆400044

高速列车曲线通过时,车辆系统受力状态比直线行驶更为复杂,加上列车复杂车轨耦合系统,列车牵引齿轮传动系统动力学响应难以预测,所以探究曲线通过参数对高速列车牵引齿轮传动系统动力学响应的影响,对于判断牵引齿轮传动系统运行状态是... 详细信息

高速列车曲线通过时,车辆系统受力状态比直线行驶更为复杂,加上列车复杂车轨耦合系统,列车牵引齿轮传动系统动力学响应难以预测,所以探究曲线通过参数对高速列车牵引齿轮传动系统动力学响应的影响,对于判断牵引齿轮传动系统运行状态是必要的。通过有限元缩聚与轨道车辆动力学相结合方法,运用SIMPACK软件建立了高速列车刚柔耦合精细化动力学模型,考虑齿轮箱、齿轮副和轮对的柔性,研究不同曲线通过参数对齿轮箱动力学响应的变化规律。结果表明超高值和曲线半径对齿轮箱各轴承振动加速度影响规律不同,对齿轮副传动误差峰峰值及径向力幅值变化影响较大,对齿轮时变啮合刚度、接触应力、轴向力和圆周力幅值变化影响较小。

关键词：高速列车曲线超高齿轮传动系统动力学响应

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不同风况下半潜漂浮式风力机动力学响应分析

太阳能学报 2023年第8期44卷 85-91页

作者：李昌王渊博蒋明真张磊安黄雪梅杨廷毅山东理工大学机械工程学院淄博255049 山东省精密制造与特种加工重点实验室淄博255049

针对现有漂浮式风力机在风浪作用下运动响应较大的问题,提出一种具有圆台形浮筒的新型半潜式平台。基于FAST耦合水动力、空气动力和系泊系统等物理场,同时结合水动力学软件AQWA计算的频域参数对不同风况下漂浮式风力机动力学响应进行分... 详细信息

针对现有漂浮式风力机在风浪作用下运动响应较大的问题,提出一种具有圆台形浮筒的新型半潜式平台。基于FAST耦合水动力、空气动力和系泊系统等物理场,同时结合水动力学软件AQWA计算的频域参数对不同风况下漂浮式风力机动力学响应进行分析,并在额定风况下与OC4-DeepCwind漂浮式风力机进行对比。分析结果表明:不同风速对漂浮式风力机的纵荡、纵摇及艏摇运动影响明显,对垂荡运动影响较小;与OC4漂浮式风力机相比,新型漂浮式风力机在各风况下纵摇、横摇响应得到明显降低,具有良好的稳定性。

关键词：漂浮式风力机半潜式平台多物理场风况动力学响应

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考虑动力学响应的天线座拓扑-自由尺寸协同优化设计

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机械工程学报 2024年

作者：朱继宏张亦飞侯杰李祥吉张卫红西北工业大学机电学院陕西省空天结构技术重点实验室西北工业大学航宇材料一体化设计与增材制造装备技术国际联合研究中心

结构的动力学响应设计是复杂装备设计与制造过程中一个不可回避的问题。针对复杂舰载天线座结构的设计需求提出了考虑动力学响应的拓扑-自由尺寸协同优化设计方法。以加权频率最大化为目标函数，简谐激励下结构的应力幅值为约束，构建... 详细信息

结构的动力学响应设计是复杂装备设计与制造过程中一个不可回避的问题。针对复杂舰载天线座结构的设计需求提出了考虑动力学响应的拓扑-自由尺寸协同优化设计方法。以加权频率最大化为目标函数，简谐激励下结构的应力幅值为约束，构建协同优化模型并推导目标函数以及约束函数的灵敏度信息。针对复杂天线座结构板壳实体混合模型，进行协同设计，由拓扑优化结果确定内部材料分布，自由尺寸优化结果确定壳体的大致厚度分布，并在考虑工艺性基础上进行精确尺寸设计。随后对优化模型进行重构并分析校核。采用协同优化方法能够有效减少设计过程中的反复迭代，提升设计效率。设计结果表明，该方法能够显著提升结构的固有频率，大幅降低最苛刻工况下结构最大应力、位移幅值，实现性能更为优异的天线座结构设计。

关键词：拓扑优化自由尺寸优化动力学响应加权频率天线座

枪弹冲击下头-颈动力学响应及颈部被动肌影响

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兵工学报 2022年第9期43卷 2200-2209页

作者：范鑫黄星源常利军王天昊赵永飞蔡志华湖南科技大学机械设备健康维护湖南省重点实验室湖南湘潭411201 中国人民解放军总医院第四医学中心骨科医学部北京100037

针对战场环境下弹体、破片的威胁,研究枪弹冲击下头-颈动力学响应及颈部被动肌影响。利用已建立并通过验证的头盔-头-颈有限元模型,开展9 mm手枪弹冲击数值模拟,获得有/无被动肌作用下人体头-颈动力学响应。研究结果表明:正面冲击时,首... 详细信息

针对战场环境下弹体、破片的威胁,研究枪弹冲击下头-颈动力学响应及颈部被动肌影响。利用已建立并通过验证的头盔-头-颈有限元模型,开展9 mm手枪弹冲击数值模拟,获得有/无被动肌作用下人体头-颈动力学响应。研究结果表明:正面冲击时,首先头部额骨处产生应力集中,随后颈部后伸,颈部应力主要集中于下颈椎椎体,椎间盘前侧产生拉伸失效;在被动肌作用下,头部质心最大位移减少31.38%,颈椎椎骨与椎间盘连接处应力以及椎间盘最大应力均降低,椎间盘最大应力减少28.76%;颈部被动肌起到重要的保护作用,可缓解头-颈后伸,减轻颈椎的损伤,在颈部损伤评估中应考虑被动肌的影响。该研究结果可为颈部损伤评估和颈部防护装备的设计提供参考。

关键词：头盔-头-颈有限元模型枪弹冲击动力学响应颈部被动肌

风浪异向下大型风力机动力学响应及非线性特征研究

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热能动力工程 2023年第6期38卷 166-173页

作者：王海生李志昊缪维跑李春上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

为探究风、浪不同入射角对风力机塔架动力学响应及其混沌特性影响,以DTU 10 MW近海单桩式风力机为研究对象,采用相图法及最大Lyapunov指数对风、浪异向下风力机塔架振动信号展开混沌特征分析。结果表明:塔顶前后向位移几乎不随波浪入射... 详细信息

为探究风、浪不同入射角对风力机塔架动力学响应及其混沌特性影响,以DTU 10 MW近海单桩式风力机为研究对象,采用相图法及最大Lyapunov指数对风、浪异向下风力机塔架振动信号展开混沌特征分析。结果表明:塔顶前后向位移几乎不随波浪入射角改变而变化,塔顶侧向位移受波浪入射角影响较大;塔架弯矩随塔架高度增加而逐渐减小,且受波浪入射角影响较大;随着风速增大,塔顶侧向加速度波动剧烈程度逐渐降低,不同海况塔架前后向加速度波动差异较小;随着波浪入射角变化,各海况加速度最大Lyapunov指数均大于零,混沌特征明显。尤以湍流风速11.4 m/s、有义波高3.5 m时,在风波夹角为60°与210°时塔顶前后向及侧向加速度的最大Lyapunov指数最大,此时风力机塔顶稳定性较差。

关键词：风浪异向单桩式风力机动力学响应混沌特性 Lyapunov指数

风浪震及重力载荷联合作用下大型风力机动力学响应及结构损伤分析

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动力工程学报 2022年第8期42卷 753-761页

作者：李志昊闫阳天李春岳敏楠薛世成上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

以近海DTU 10 MW单桩式大型风力机为研究对象,采用Kaimal风谱模型模拟湍流风场,根据P-M谱建立波浪模型,选取实测地震位移数据为地震载荷,基于非线性弹簧单元和p-y曲线构建土-结构耦合效应模型,并对不同环境载荷下风力机进行动力学响应... 详细信息

以近海DTU 10 MW单桩式大型风力机为研究对象,采用Kaimal风谱模型模拟湍流风场,根据P-M谱建立波浪模型,选取实测地震位移数据为地震载荷,基于非线性弹簧单元和p-y曲线构建土-结构耦合效应模型,并对不同环境载荷下风力机进行动力学响应及屈曲分析。结果表明:风浪和地震载荷分别为引发风力机塔顶前后向及侧向位移的主要载荷;塔架一阶模态为不同环境载荷下风力机动力学响应主要参与模态;环境载荷联合作用下塔顶更易发生局部屈曲,结构设计时应重点关注此处;必须考虑风浪震重力载荷联合作用,否则难以准确预估风力机结构动力学响应及判断结构稳定性。

关键词：大型风力机风浪震重力载荷联合作用动力学响应稳定性分析土-结构耦合效应

系泊配重对浅水区浮式风力机动力学响应的影响

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可再生能源 2023年第10期41卷 1329-1335页

作者：丁洁依杨阳马璐石兆彬王志峰宁波大学海运学院浙江宁波315211 惠生(南通)重工有限公司江苏南通226001 中国长江三峡集团有限公司科学技术研究院北京100038 上海惠生海洋工程有限公司上海201210

安装于浅水区域的浮式风力机,需采用配重增强系泊恢复力和平台运动稳定性。为了获取有效的系泊配重设计,文章首先通过AQWA和OpenFAST开发了通用的浮式风力机一体化仿真程序OpenF2A,并基于WindFloat概念进行了重新设计,得到了偏心式平台... 详细信息

安装于浅水区域的浮式风力机,需采用配重增强系泊恢复力和平台运动稳定性。为了获取有效的系泊配重设计,文章首先通过AQWA和OpenFAST开发了通用的浮式风力机一体化仿真程序OpenF2A,并基于WindFloat概念进行了重新设计,得到了偏心式平台设计方案;然后计算了风-浪联合作用下5 MW浮式风力机平台运动和系泊张力,定量分析了系泊配重质量的影响。结果表明:在不同风况下,配重对平台运动和系泊张力的影响一致;配重可降低平台纵荡,配重质量越大,纵荡越小;在额定风速下,当配重为65 t时,平台纵荡最大值和平均值分别降低了33.1%和49.1%;配重质量对下风向系泊张力影响较大,可增大系泊张力1倍以上。

关键词：偏心式平台漂浮式风力机系泊系统配重动力学响应

汽车-自行车/摩托车碰撞事故中骑车人头腿部动力学响应对比研究

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振动与冲击 2018年第1期37卷 156-162页

作者：王兴华彭勇中南大学轨道交通安全教育部重点实验室交通运输工程学院长沙410075 中南大学高性能复合材料制造国家重点实验室长沙410006

为了研究不同碰撞条件下自行车骑行者与摩托车骑行者头部及腿部动力学响应的差异。首先,以车速(30 km/h、35 km/h、40 km/h、45 km/h和50 km/h)、车型(小轿车和越野车)和碰撞部位(两轮车前部、两轮车中部和两轮车后部)为试验变量,设计... 详细信息

为了研究不同碰撞条件下自行车骑行者与摩托车骑行者头部及腿部动力学响应的差异。首先,以车速(30 km/h、35 km/h、40 km/h、45 km/h和50 km/h)、车型(小轿车和越野车)和碰撞部位(两轮车前部、两轮车中部和两轮车后部)为试验变量,设计了60组自行车事故和摩托车事故仿真试验。然后,利用PC-Crash事故再现软件,对不同碰撞条件下汽车-自行车/摩托车侧面碰撞事故进行了仿真研究,并在此基础上分析了侧面碰撞事故中自行车骑行者和摩托车骑行者的动态响应参数(如头部合成加速度、头部合成速度、头部碰撞速度和撞击侧小腿撞击力等)。结果表明:与小轿车碰撞时,自行车骑行者首先会在发动机罩上滑动,然后以臀部和发动机罩的接触部位为旋转中心向着风挡玻璃旋转,而摩托车骑行者则直接以大腿和发动机罩边缘的接触部位为旋转中心向着机盖尾部或风挡玻璃旋转。并且在相同的碰撞条件下,自行车骑行者更容易遭受严重的头部损伤,而摩托车骑行者的撞击侧小腿则需承受更大的撞击力。该研究结果可为制定合适的自行车骑行者和摩托车骑行者保护策略提供参考。

关键词：侧面碰撞事故自行车骑行者摩托车骑行者动力学响应

不同载油量铆接油箱在破片冲击下的动力学响应行为

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工程力学 2024年

作者：徐文涛袁文豪任柯融卿华国防科技大学理学院空军工程大学航空机务士官学校郑州大学力学与安全工程学院

以不同载油量的铆接油箱为研究对象，开展了弹道冲击试验，得到了油箱后壁板变形数据；建立了有限元分析模型，以燃油正中心为入射点，分析了载油量对后壁板变形量、煤油内部压力以及铆钉失效模式的影响规律。结果表明：有限元模型计算... 详细信息

以不同载油量的铆接油箱为研究对象，开展了弹道冲击试验，得到了油箱后壁板变形数据；建立了有限元分析模型，以燃油正中心为入射点，分析了载油量对后壁板变形量、煤油内部压力以及铆钉失效模式的影响规律。结果表明：有限元模型计算结果与实验结果吻合度较高，可用于描述油箱在水锤效应作用下的动力学响应行为；在同一速度下，高载油量下后壁板的塑性变形区域比低载油量状态下的塑形区域大，后壁板的变形模式是塑性铰线和花瓣形裂纹相耦合的形式；在一定范围内，油量的增加能够减少下壁板铆钉的受损程度，入射速度为1000m/s时，载油量为60%，连接油箱后壁板与下壁板中间位置的铆钉会发生断裂，满油状态下，此位置处的铆钉发生弹性变形。

关键词：动力学响应水锤效应有限元仿真流-固耦合铆接油箱