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波浪作用下开孔沉箱动应力时域特性数值研究

工程力学 2017年第9期34卷 184-192页

作者：唐晓成姜峰陈洪洲郝冬雪陈榕东北电力大学建筑工程学院大连理工大学土木工程学院

该文应用修正光滑粒子方法(CSPM)和黎曼解对光滑粒子流体动力学(SPH)方法进行了修正,将修正后的SPH数值方法应用到波浪与开孔沉箱结构相互作用的研究中,采用结构完全瞬态动力分析方法对有顶板开孔沉箱的动应力响应问题进行了时域研究,... 详细信息

该文应用修正光滑粒子方法(CSPM)和黎曼解对光滑粒子流体动力学(SPH)方法进行了修正,将修正后的SPH数值方法应用到波浪与开孔沉箱结构相互作用的研究中,采用结构完全瞬态动力分析方法对有顶板开孔沉箱的动应力响应问题进行了时域研究,研究了有顶板开孔沉箱开孔板动应力的分布情况,讨论了动应力峰值与顶板高差影响因素间的关系,得出了等效应力沿着开孔板中心位置向两侧非线性变化的结论,为开孔沉箱结构设计提供了一定的参考。

关键词：海岸与近海工程开孔沉箱 SPH 黎曼解动应力时域分析

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强夯法加固煤矸石地基动应力模型试验研究

岩土工程学报 2012年第6期34卷 1142-1147页

作者：张清峰王东权江南大学环境与土木工程学院江苏无锡214122 中国矿业大学建筑工程学院江苏徐州221008

通过强夯法加固煤矸石地基物理模型试验,用DH5939动态应变仪完整地记录了强夯每一击作用下煤矸石地基中的动应力,系统地研究了不同夯击能和夯击次数作用下不同深度煤矸石地基动应力的分布特征及其衰减规律。结果表明,在强夯冲击荷载作用... 详细信息

通过强夯法加固煤矸石地基物理模型试验,用DH5939动态应变仪完整地记录了强夯每一击作用下煤矸石地基中的动应力,系统地研究了不同夯击能和夯击次数作用下不同深度煤矸石地基动应力的分布特征及其衰减规律。结果表明,在强夯冲击荷载作用下,动应力为单一的波峰,沿夯锤不同深度的动应力达到峰值具有明显的时滞性。强夯动应力在水平方向的衰减速度比竖直方向快,竖直方向的影响范围比平方向大。在相同的夯击能作用下,动应力峰值随深度衰减很快,近似呈负幂指数规律衰减。另外,对不同的测点,在夯击能一定的条件下,随着夯击次数的增加,有效加固范围内的动应力增加明显,但在3～6击后基本稳定。研究为精确模拟分析强夯加固机理提供了有效途径。

关键词：强夯法煤矸石地基动应力模型试验

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大型双吸离心泵叶轮动应力特性

农业机械学报 2012年第1期43卷 42-47,52页

作者：高江永王福军瞿丽霞刘竹青戚兰英中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 北京市水利规划设计研究院北京100044

基于顺序流固耦合理论,以双吸泵内部非定常流场信息作为力学边界条件,采用有限元方法,对一台大型双吸离心泵叶轮进行了瞬态动力学分析。主要考察了5个流量工况(0.6Qd、0.8Qd、Qd、1.1Qd、1.2Qd)下的叶轮动应力特征。结果表明,在不同流... 详细信息

基于顺序流固耦合理论,以双吸泵内部非定常流场信息作为力学边界条件,采用有限元方法,对一台大型双吸离心泵叶轮进行了瞬态动力学分析。主要考察了5个流量工况(0.6Qd、0.8Qd、Qd、1.1Qd、1.2Qd)下的叶轮动应力特征。结果表明,在不同流量工况下叶轮表面动应力分布趋势基本相似,最大应力点出现在叶片进口或出口边靠近前盖板的根部区域;在小流量(0.6Qd)工况下,动应力水平最高;叶片动应力随时间呈周期性变化;动应力频率成分主要为叶轮转频及其谐频。

关键词：双吸离心泵叶轮动应力流固耦合有限元法

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柔性构架的动应力仿真

铁道学报 2006年第1期28卷 44-49页

作者：王文静孙守光李强北京交通大学机电学院北京100044

采用有限元软件ANSYS建立了CW-200型转向架构架的柔性体模型,在此基础上,利用动力学软件SIMPACK建立了完整的CW-200型客车系统动力学模型,通过时域积分,计算出系统结构的振动响应和各项动力学指标,把构架动态载荷重新引入ANSYS中后得到... 详细信息

采用有限元软件ANSYS建立了CW-200型转向架构架的柔性体模型,在此基础上,利用动力学软件SIMPACK建立了完整的CW-200型客车系统动力学模型,通过时域积分,计算出系统结构的振动响应和各项动力学指标,把构架动态载荷重新引入ANSYS中后得到构架各部位的应力分布云图以及关键部位的动态应力-时间历程。本文的研究方法不仅实现了有限元计算与多体动力学分析之间的有效结合,而且完成了多体系统动力学研究中刚体与柔性体之间的耦合,是构架设计新方法的尝试。

关键词：柔性构架动应力 ANSYS SIMPACK

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重载列车作用下隧道结构的动应力分析

中国铁道科学 2013年第3期34卷 47-52页

作者：尹成斐付兵先马伟斌北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 朔黄铁路发展有限公司河北肃宁062350 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所北京100081

以朔黄铁路三家村复合式衬砌隧道为工程背景,采用C64K型敞车编组列车以70km·h-1速度通过隧道时基底填充层表面实测加速度时程曲线作为激振荷载,运用ANSYS软件进行重载列车作用下隧道结构的动应力分析。结果表明:该列车通过隧道时,填充... 详细信息

以朔黄铁路三家村复合式衬砌隧道为工程背景,采用C64K型敞车编组列车以70km·h-1速度通过隧道时基底填充层表面实测加速度时程曲线作为激振荷载,运用ANSYS软件进行重载列车作用下隧道结构的动应力分析。结果表明:该列车通过隧道时,填充层横向和竖向动应力均呈现先拉后压,最大横向拉、压及竖向压动应力分别约为20,70和50kPa,均出现在靠近边墙的1#和4#钢轨下,最大竖向拉动应力约为15kPa,出现在1#—4#钢轨下方;仰拱上表面竖向主要受压,最大压动应力约为15kPa,出现在钢轨正下方位置,横向主要受拉,最大拉动应力约为40kPa,出现在道心;拱顶和拱腰内表面竖向和横向的拉、压动应力均较小,在20kPa以下;边墙内表面竖向受到较大的拉、压动应力,最大拉、压动应力分别约为55和25kPa,横向拉、压动应力均小于1kPa。总之重载列车对基底结构的影响最大,边墙次之,拱腰及拱顶最小。

关键词：隧道复合式衬砌动应力重载列车大轴重

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高速列车齿轮箱箱体动应力影响规律

交通运输工程学报 2019年第1期19卷 85-95页

作者：王文静李广全韩俊臣李秋泽北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111 中车长春轨道客车股份有限公司吉林长春130062

通过线路测试研究了列车运行速度、线路条件与车轮镟修对齿轮箱箱体动应力的影响规律,结合轴箱振动加速度分析了箱体动应力的变化规律。研究结果表明:齿轮箱箱体动应力与轴箱垂向加速度的幅值谱基本一致,主频均为570 Hz,反映了箱体动应... 详细信息

通过线路测试研究了列车运行速度、线路条件与车轮镟修对齿轮箱箱体动应力的影响规律,结合轴箱振动加速度分析了箱体动应力的变化规律。研究结果表明:齿轮箱箱体动应力与轴箱垂向加速度的幅值谱基本一致,主频均为570 Hz,反映了箱体动应力水平与轮轨相互作用产生的高频激励密切相关;列车运行速度由200 km·h^(-1)增大到300 km·h^(-1)时,齿轮箱箱体的应力幅值呈现增大趋势,尤其在箱体开裂的齿面检查孔位置,其等效应力由5.56 MPa增大至16.67 MPa,增大约2倍;轨道磨耗造成的不平顺对列车轴箱和齿轮箱箱体的振动具有较大的影响,列车由磨耗线路运营至打磨线路时,轴箱高频阶段振动幅值水平明显降低,箱体关键点的等效应力由16.26 MPa减小到10.16 MPa,减小38%;车轮高阶多边形在列车高速运行时(300 km·h^(-1))产生的高频(550～650 Hz)激扰造成箱体高频振动和动应力、等效应力大幅提升,箱体关键点的等效应力在镟轮前后由17.45 MPa减小到8.56 MPa,减小51%。可见,轨道打磨与车轮镟修均改善了齿轮箱箱体的受力状态,因此,选择合理的轨道打磨和轮对镟修周期可有效延长齿轮箱箱体的疲劳寿命。

关键词：高速列车齿轮箱箱体运行速度线路条件车轮镟修动应力等效应力加速度

航空高速锥齿轮行波共振的噪声与动应力测试研究

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推进技术 2019年第1期40卷 166-174页

作者：胡国安何刘海吴桂娇武昌耀刘超中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002 中国航空发动机集团航空发动机振动技术重点实验室湖南株洲412002

为了获取涡轴发动机附件传动齿轮工作状态下的振动特性,采用声波导管的噪声测量方法和应用电阻应变计测量齿轮动应力的技术,得到了齿轮行波共振转速和频率以及全转速范围的动应力数据。试验结果表明:声波导管的噪声测量方法能够准确测... 详细信息

为了获取涡轴发动机附件传动齿轮工作状态下的振动特性,采用声波导管的噪声测量方法和应用电阻应变计测量齿轮动应力的技术,得到了齿轮行波共振转速和频率以及全转速范围的动应力数据。试验结果表明:声波导管的噪声测量方法能够准确测量齿轮的行波共振转速及频率,行波共振时电阻应变计能够准确测量出齿轮动频;被测锥齿轮在运行转速范围内存在多个节径行波共振,最大分频动应力在五节径后行波处,幅值约为115MPa。

关键词：航空发动机锥齿轮行波共振噪声动应力

行星齿轮传动柔性齿圈齿根动应力计算及光纤光栅检测方法

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西安交通大学学报 2020年第6期54卷 122-132页

作者：王成龙周建星孙文磊王宏伟乔帅申勇新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830047

为有效提取行星齿轮传动系统柔性齿圈齿根动应力,综合考虑系统动力学特性,提出了一种内齿圈动应力的计算方法。在计算中,计入行星齿轮传动系统各部件的耦合关系,建立了行星齿轮传动系统平移-扭转耦合动力学模型,提取系统动载荷时域历程... 详细信息

为有效提取行星齿轮传动系统柔性齿圈齿根动应力,综合考虑系统动力学特性,提出了一种内齿圈动应力的计算方法。在计算中,计入行星齿轮传动系统各部件的耦合关系,建立了行星齿轮传动系统平移-扭转耦合动力学模型,提取系统动载荷时域历程。采用有限元方法建立齿圈结构动力学分析模型,将内齿圈各轮齿啮合区划分出n条接触线,并用轮齿承载接触分析(LTCA)方法确定齿间载荷分配关系。运用模态叠加法对内齿圈动力学方程解耦,采用Newmark-β法逐次积分,计算了不同载荷下内齿圈齿根动应力。与Kahraman等仿真算法以及实验结果对比,结果表明:齿根应变在一个啮合周期中,经历了单齿受压、双齿拉压以及单齿受拉3个波动过程,与光纤光栅检测结果一致,并且在不同负载下,测量误差均小于10%;行星轮与内齿圈啮合至支撑位附近时,在支撑位置两侧形成反向对称变形趋势,应力呈现出对称分布,行星轮啮合位置远离内齿圈支撑位时,啮合位置应力明显增大,齿槽结构对齿圈齿根应力影响显著。

关键词：行星齿轮传动系统柔性齿圈有限元法载荷分配动应力

考虑齿轮传动影响的高速动车组电机吊架载荷及动应力研究

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机械工程学报 2016年第4期52卷 133-140页

作者：张丽任尊松孙守光杨光北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 北京市地铁运营有限公司地铁运营技术研发中心北京102208

针对CRH3型高速动车组电机吊架焊接结构,结合有限元法和刚柔耦合多体动力学法建立考虑齿轮传动系统的啮合振动的高速列车动车整车动力学模型,仿真计算得到电机吊架在列车加速和匀速运行工况下的动载荷;利用准静态应力法计算两种工况下... 详细信息

针对CRH3型高速动车组电机吊架焊接结构,结合有限元法和刚柔耦合多体动力学法建立考虑齿轮传动系统的啮合振动的高速列车动车整车动力学模型,仿真计算得到电机吊架在列车加速和匀速运行工况下的动载荷;利用准静态应力法计算两种工况下电机吊架上危险节点的动应力,通过对比吊架上危险节点动应力的模拟计算结果和线路实测结果研究齿轮传动系统的啮合振动对车辆运行中电机吊架所受载荷及其上危险位置动应力的影响。结果表明:在齿轮传动系统啮合振动的影响下,电机吊架的动载荷及其结构危险节点的动应力显著增大,垂向振动加剧,而且动应力仿真结果与线路实测结果更接近。因此,在对高速列车结构件进行动应力仿真时,为了更准确地仿真结构振动对动应力仿真结果的影响,应该在结构件弹性化的基础上,同时考虑齿轮传动系统啮合振动的影响。

关键词： CRH3动车组电机吊架有限元法刚柔耦合多体动力学齿轮传动动应力