检索结果-南通市图书馆

基于模糊物元的强风作用下高速列车运行安全平稳性研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于模糊物元的强风作用下高速列车运行安全平稳性研究

作者：王熙文兰州交通大学

学位级别：硕士

随着铁路技术在世界范围内迅速发展。我国高速铁路的高速列车数量愈来愈多,运行速度愈来愈快,高速列车与风之间的相互作用也愈加明显,列车空气动力学与列车运行安全平稳性也得到了更多的关注。我国幅员辽阔,地大物博,铁路运营环境极其复... 详细信息

随着铁路技术在世界范围内迅速发展。我国高速铁路的高速列车数量愈来愈多,运行速度愈来愈快,高速列车与风之间的相互作用也愈加明显,列车空气动力学与列车运行安全平稳性也得到了更多的关注。我国幅员辽阔,地大物博,铁路运营环境极其复杂,强风是严重威胁列车运行安全的主要因素之一,强风的作用会恶化列车的空气动力学性能。因此,研究强风作用下高速列车运行安全平稳性对保证铁路交通的正常运行具有十分重要的意义。本文针对平均风和脉动风的角度进行定量分析高速列车与风场相互作用的关系,引入Kármán理论和Davenport相干函数通过谐波合成法与快速傅里叶变换进行分析建立脉动风荷载模型。采用强风作用下的高速列车非定常气动载荷的计算公式,经计算得到相同风速状态下不同车速下横向阻力风荷载都大于垂向升力风荷载。当车速由120 km/h增至200 km/h时,阻力载荷发生的波动明显变大,升力载荷的变化不明显。说明横向强风对于高速列车的危害尤为明显。针对高速列车在强风作用下运行,引入SIMPACK多体动力学软件建立了高速列车车辆系统动力学模型,得到了包含42个自由度的单节拖车模型。并对该模型施加载荷激励,计算高速列车在不同车速和不同强风作用下的安全性和平稳性指标。考虑到高速列车动力学评价指标众多,在众多数据中筛选出具有实际用途的信息尤为重要。采用我国《机车车辆动力学性能评定及试验鉴定规范》(GB/T 5599-2019),选择了脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力以及Sperling平稳性指标作为决策支持的目标。仿真结果表明,所建立的模型在风速增大的同时安全性指标和平稳性指标也随之增大,符合实际的列车运行规律。考虑到高速列车运行安全平稳性指标量受到多方面复杂因素的影响,构建模糊物元模型,采用模糊物元隶属度、模糊物元关联度计算,采用评价体系构建以及指标熵权确立,并进行算例验证得到了一个更加系统全面的评价贴进度。证明了该模型在研究强风下高速列车运行安全平稳性方面表现出了突出的优势。

关键词：强风作用高速列车模糊物元安全性指标平稳性指标

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

强风作用下超高层建筑施工安全有限元分析

铁道建筑技术 2023年第5期 114-117页

作者：吴晓华中铁城建集团第一工程有限公司山西太原030000

以银川某伸臂桁架连接钢框架-钢筋混凝土核心筒结构建筑工程为例,采用有限元分析软件模拟建筑施工过程,考虑强风荷载作用对施工过程中结构的影响,通过有限元分析,得到最大位移与规范要求的位移限值对比结果、模型层间位移曲线对比以及... 详细信息

以银川某伸臂桁架连接钢框架-钢筋混凝土核心筒结构建筑工程为例,采用有限元分析软件模拟建筑施工过程,考虑强风荷载作用对施工过程中结构的影响,通过有限元分析,得到最大位移与规范要求的位移限值对比结果、模型层间位移曲线对比以及模型层间位移角曲线对比,研究建筑安全性能。结果表明,风荷载作用不同模型所得层间位移及层间位移角均满足规范要求,说明结构安全性能满足要求,对比结果表明伸臂桁架提高了超高层建筑结构的抗侧移刚度。

关键词：有限元分析超高层建筑强风作用核心筒结构

强风作用下木拱廊桥的风振响应分析——以文兴桥为例

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

文物保护与考古科学 2021年第5期33卷 102-112页

作者：韩宜丹淳庆东南大学建筑学院江苏南京210096

中国传统木拱廊桥采用较短的木材构件,形成了较大的桥梁跨度,其整体造型优美,结构巧妙,构造特殊,具有重要的历史价值、艺术价值和科学价值。我国现存的传统木拱廊桥仅有百余座,集中分布于我国浙南和闽北地区,大多建于明清至民国时期,是... 详细信息

中国传统木拱廊桥采用较短的木材构件,形成了较大的桥梁跨度,其整体造型优美,结构巧妙,构造特殊,具有重要的历史价值、艺术价值和科学价值。我国现存的传统木拱廊桥仅有百余座,集中分布于我国浙南和闽北地区,大多建于明清至民国时期,是我国木构桥梁建造技术和古代人民智慧的体现,而近些年来由于台风洪水等自然灾害导致的传统木拱廊桥破坏甚至损毁的事件时有发生。现有的对于传统木拱廊桥的研究大多着眼于其历史艺术价值和建造技术工艺等方面,鲜有对于其结构性能的研究,尤其缺乏强风作用下木拱廊桥的风振响应性能的深入研究。本工作为研究中国传统木拱廊桥在强风作用下的风振响应性能,以典型传统木拱廊桥——浙江泰顺的文兴桥为例,基于几何尺寸的精确测绘,采用SAP2000建立有限元模型进行了木拱廊桥的动力特性分析。研究内容包括以下几方面:首先,采用线性滤波法,基于自回归(AR)法模拟风场,利用MATLAB软件编写脉动风速时程。此后,由于我国现行的规范没有给出适用于木拱廊桥这一结构类型的风压体型系数,本工作通过CFD软件FLUENT风洞数值模拟得到适用于文兴桥的风压体型系数。最后,将模拟编译得到的时程风压作用于文兴桥的有限元模型得到其风振响应。计算结果表明:结构主振型为第一阶横向水平振动;风荷载对三节苗和五节苗两边最外侧的斜苗影响较大,对五节苗平苗的影响较大;下部剪刀撑的最大拉、压应力超过抗拉、抗压强度;剪刀撑脱榫将使下部斜撑的轴压力突增从而导致整体结构抗侧能力大幅降低;强风作用下传统木拱廊桥的时程计算风振系数为1.43~1.75,由此可见木拱廊桥风动力效应不容忽视。本研究成果反映了我国传统木拱廊桥在风荷载作用下结构构件的受力规律和整体结构的动力特性,并为我国传统木拱廊桥的风振性能评估和抗风保护提供理论依据,更科学地保护这一宝贵的建筑遗产类型。

关键词：木拱廊桥文兴桥强风作用风振响应

强风作用下超大型冷却塔结构失效准则与强健性分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

振动工程学报 2021年第4期34卷 739-747页

作者：王飞天柯世堂王晓海吴鸿鑫杨杰任贺贺南京航空航天大学土木与机场工程系江苏南京211106 中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司江苏南京211102 南京航空航天大学空气动力学系江苏南京210016

为分析超大型冷却塔在强风作用下的结构失效准则与强健性,以超规范高度限值的世界最高220 m超大型冷却塔为例,基于ANSYS/LS⁃DYNA平台建立结构三维有限元模型,对其风致倒塌全过程进行数值仿真分析。研究了典型风速下位移响应与塔筒内力... 详细信息

为分析超大型冷却塔在强风作用下的结构失效准则与强健性,以超规范高度限值的世界最高220 m超大型冷却塔为例,基于ANSYS/LS⁃DYNA平台建立结构三维有限元模型,对其风致倒塌全过程进行数值仿真分析。研究了典型风速下位移响应与塔筒内力分布特性,得出最不利响应发生的位置、数值及分布规律,探讨了强风下塔筒结构“稳定⁃失稳⁃倒塌”全过程演化机理,并提出了强风作用下冷却塔的结构失效准则。研究发现:强风作用下超大型冷却塔结构强健性最薄弱部位为迎风面塔筒喉部区域,与上风向夹角为−70°和70°子午向出现“褶皱变形”并导致塔顶局部结构失效破坏,进而引起塔筒整体结构倾覆倒塌;塔筒应变能密度呈现指数增长趋势,以喉部相对水平位移与喉部直径百分比S>1%、指数应变能密度和值破坏系数K≥0.3作为结构失效判断准则可较好评价强健性指标。

关键词：超大型冷却塔强风作用连续倒塌失效准则强健性分析

强风作用下珠江黄茅海河口湾的潮能通量与耗散研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

水资源与水工程学报 2016年第6期27卷 118-124,129页

作者：倪培桐陈卓英广东省水利水电科学研究院广东广州510630 广东省水动力学应用研究重点实验室广东广州510630 河口水利技术国家地方联合工程实验室广东广州510630

对于河口营养物质及沉积物输运而言,潮汐和风提供了大量能量来源。基于SELFE模型,建立了珠江河网-河口湾的三维数值模型,分析了黄茅海河口湾在强风及潮流作用下的能量输运及能量耗散问题。研究表明：黄茅海河口湾的潮能沿深槽向上游银... 详细信息

对于河口营养物质及沉积物输运而言,潮汐和风提供了大量能量来源。基于SELFE模型,建立了珠江河网-河口湾的三维数值模型,分析了黄茅海河口湾在强风及潮流作用下的能量输运及能量耗散问题。研究表明：黄茅海河口湾的潮能沿深槽向上游银洲湖及河道传播,风的作用改变了河口能量通量的振幅和相位,对各断面多潮平均能量通量影响不大。强东北风条件下,总能耗较无风状态下增加0.16-0.8倍。垂向涡动耗散项能耗为总能耗的35%-53%,增大约0.5-1.7倍,底摩擦能耗项能耗占总能耗46%-64%,较无风状态下减少5%。强风的作用使河口区域的单位面积能耗增加,垂向涡动能耗增强,摩擦能耗降低,但不会改变总能耗的空间分布性质。

关键词：能量通量能量耗散强风作用黄茅海河口湾

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

板状碎片对建筑屋面的冲击破坏概率模型

同济大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 717-725页

作者：黄鹏蓝鑫玥同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室上海200092

飞掷物对建筑的冲击破坏是围护结构在强风作用下受损的主要原因之一。为针对不同围护结构建立考虑多因素影响的冲击破坏概率模型,提出了一种基于马格努斯效应的板状碎片三维轨迹方程的板状碎片冲击破坏概率模型。与现有模型相比,额外考... 详细信息

飞掷物对建筑的冲击破坏是围护结构在强风作用下受损的主要原因之一。为针对不同围护结构建立考虑多因素影响的冲击破坏概率模型,提出了一种基于马格努斯效应的板状碎片三维轨迹方程的板状碎片冲击破坏概率模型。与现有模型相比,额外考虑了在不同风速风向下板状碎片来源、起飞初始条件和建筑相对位置对屋面冲击破坏概率的影响。利用风速15 m·s^(-1)~45 m·s^(-1),风向0°~90°和上游建筑高度8.0 m~12.5 m作为模型的输入,实现了可考虑多因素影响的板状碎片对低矮建筑屋面冲击破坏的概率估计,验证了模型的实用性。该模型计算过程简单,可应用于建筑屋面易损性分析。

关键词：飞掷物冲击破坏概率模型板状碎片建筑屋面强风作用

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

兴城市曹庄海域潮滩水动力数值模型的建立

海洋环境科学 2017年第5期36卷 774-780页

作者：王雪梁书秀孙昭晨马恭博刘佳荃大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024 国家海洋环境监测中心辽宁大连116023 乔治华盛顿大学工程科学学院环境与能源管理系美国华盛顿20052

本文以辽宁省兴城市曹庄海域潮滩为例,利用MIKE21建立该潮滩的二维水动力模型,在验证海域稳定深槽的潮位、潮流(流速、流向)基础上,对潮滩淹没过程的瞬时水边线和滩面潮流(流速、流向)进行验证,并分析潮汐特征及强风对潮滩水动力数值模... 详细信息

本文以辽宁省兴城市曹庄海域潮滩为例,利用MIKE21建立该潮滩的二维水动力模型,在验证海域稳定深槽的潮位、潮流(流速、流向)基础上,对潮滩淹没过程的瞬时水边线和滩面潮流(流速、流向)进行验证,并分析潮汐特征及强风对潮滩水动力数值模型计算结果的影响。结果表明,该潮滩大、小潮均可实现淹没,每个周日滩面(0.5 m以上)淹没时间的平均值为5.8 h;滩面流场极为复杂,高潮时滩面流速达到最大值,普遍为30~40 cm/s且流向基本平行岸线;6~7强风条件对计算流场有较大的影响,1#、2#测站的计算流速较无风条件下增大43.8%和29.5%。

关键词：潮滩数值模型验证方法强风作用

基于连续损伤力学的铝合金板式节点网壳风致损伤研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于连续损伤力学的铝合金板式节点网壳风致损伤研究

作者：李勃翰天津大学

学位级别：硕士

目前铝合金网壳结构应用广泛。由于铝合金弹性模量较低,铝合金网壳结构相对较柔,固有频率较低,在风荷载等周期荷载作用下容易发生共振,产生损伤积累,引起疲劳破坏。因此在设计中应充分考虑铝合金网壳结构的损伤积累。本文基于连续介质... 详细信息

目前铝合金网壳结构应用广泛。由于铝合金弹性模量较低,铝合金网壳结构相对较柔,固有频率较低,在风荷载等周期荷载作用下容易发生共振,产生损伤积累,引起疲劳破坏。因此在设计中应充分考虑铝合金网壳结构的损伤积累。本文基于连续介质损伤力学,从材性、节点和网壳三个层面对铝合金板式节点网壳进行了研究。材性层面,基于Chaboche非线性随动硬化模型和连续介质损伤力学的理论,开发了运用于Abaqus的UMAT子程序,并采用了改进的算法来增加程序的收敛性。通过材料滞回和低周疲劳试验数据拟合得到本构方程所需的参数。建立模型对UMAT子程序及本构方程进行验证,得到的滞回曲线与试验吻合较好,预测的疲劳寿命与试验基本相符。节点层面,完成了两种共4个铝合金板式节点的滞回及低周疲劳试验。设置了变幅加载和等幅加载两种加载方式。通过试验得到了板式节点的破坏模式,在节点相连的梁较多的情况下,节点发生脆性破坏,翼缘断裂。并且得到了节点的滞回曲线、损伤分布和疲劳寿命。采用Abaqus有限元软件,将上述的UMAT使用到节点模型中进行数值模拟,得到的结果与试验结果相符,验证了方法的正确性。虽然在螺栓杆与螺孔挤压处严重应力集中,但是从损伤分布来看,是发生翼缘断裂,裂缝垂直梁长方向,这与试验中试件的断裂位置相吻合。网壳层面,建立了三向网格铝合金单层网壳,采用Abaqus有限元软件对网壳进行了风振时程分析。采用谐谱叠加法,利用MATLAB模拟网壳节点的脉动风荷载。建立多尺度模型,杆件采用梁单元建立,并选择重点节点采用实体单元建立。将上述的UMAT使用到网壳模型中进行数值模拟,获得了杆件的内力时程曲线,以及重点节点的损伤大小及分布。根据损伤预测网壳的疲劳寿命。

关键词：铝合金网壳强风作用连续介质损伤力学板式节点

200m级特大型冷却塔风致连续倒塌分析与抗风强健性设计

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

200m级特大型冷却塔风致连续倒塌分析与抗风强健性设计

作者：王飞天南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着大容量、高参数发电机组的普遍应用,超规范高度限值(190m)的特大型冷却塔陆续兴建。相比中/大型冷却塔,200m级以上特大型冷却塔结构动力特性更加复杂,其表面风压的非平稳和非高斯特性更为显著,造成塔筒表面的瞬时极值风荷载过大,尤... 详细信息

随着大容量、高参数发电机组的普遍应用,超规范高度限值(190m)的特大型冷却塔陆续兴建。相比中/大型冷却塔,200m级以上特大型冷却塔结构动力特性更加复杂,其表面风压的非平稳和非高斯特性更为显著,造成塔筒表面的瞬时极值风荷载过大,尤其在强(台)风作用下冷却塔结构局部或整体风毁破坏的可能性增大。风荷载是此类高耸特种结构设计的控制荷载之一,现行抗风指导思想均基于强度设计理论,然而历史上多次风毁事件表明其局部风荷载过大亦会导致塔筒局部受拉损伤,进而引发整个塔筒结构连续倒塌破坏和屈曲失稳。由局部风致损坏引发的整体结构破坏属于典型的结构强健性破坏形式,此类问题亦成为冷却塔高大化发展面临的新挑战。鉴于此,以国内超规范高度限值的200m级特大型冷却塔为研究对象,基于显式动力仿真程序平台建立结构三维有限元足尺模型,分析特大型冷却塔在强风作用下的连续倒塌全过程和抗风强健性设计与评价。首先,采用通用有限元程序研究了不同建模方式下的特大型冷却塔结构响应与屈曲分析,提出了与塔高、喉高比、进风口高度相关的冷却塔基频估算公式;基于ANSYS/LS-DYNA对220m世界最高自然通风冷却塔进行不同风速作用下的数值分析,获得了冷却塔的临界倒塌风速,并进行了有效性验证,探讨了强风下塔筒结构“稳定-失稳-倒塌”全过程演化机理;通过光滑塔、加环塔、加肋塔与加环加肋塔的连续倒塌全过程分析,提出了塔筒结构“拉链式”延伸破坏机制;在此基础上,以拟建228m特大型冷却塔塔筒结构位移与塔筒单元应变能和值在连续倒塌过程中的变化规律,基于非线性最小二乘法拟合得到了冷却塔抗风强健性失效准则。研究表明:强风作用下特大型冷却塔结构强健性最薄弱部位为迎风面塔筒喉部区域,内设环向加劲环在一定程度上可以有效提高冷却塔的抗风强健性,加劲环的套箍作用增加了塔筒的刚度,可提高特大型冷却塔的结构基频,但提高幅度较为有限;冷却塔塔筒未发生局部破坏倒塌时,布设内部加劲环的冷却塔塔型其三个典型部位的位移极值均小于其余二塔,其变形幅度最大可降低44.2%,而冷却塔在极端风荷载条件下的临界倒塌风速可提高约为10.7%;在脉动风荷载作用下,倒塌破坏机制主要有两种“拉链式”延伸破坏机制,光滑塔和加肋塔属于局部失效-横向延伸破坏倒塌机制,加环塔和加环加肋塔属于局部失效-纵横双向延伸破坏倒塌机制;以冷却塔结构变形失效指标δ≥1.5%、指数应变能密度和值破坏系数K≥0.35作为结构失效判断准则可较好评价特大型冷却塔的抗风强健性。

关键词：特大型冷却塔强风作用连续倒塌失效准则抗风强健性