高速列车铝型板振动声辐射特性研究

采用有限元方法建立高速列车铝型板结构分析模型,在设定边界条件基础上,利用声学软件完成了结构的固有特性、结构辐射声功率等声场特性参数计算。重点研究了自由阻尼层敷设前后底板厚度及阻尼层厚度对其固有特性及截止频率值的影响,以及对板结构振动声辐射特性的影响。研究结果表明:低阶频率范围底板厚度及自由阻尼层厚度对辐射声功率影响不明显;高阶频率范围结构会发生不可忽略的局部模态变形,底板厚度越小结构总辐射声功率越大,声辐射能力越强。敷设自由阻尼层时能够降低结构辐射声功率,但是阻尼层厚度变化对辐射声功率影响不明显。     

移动荷载作用下黏弹性地基-Timoshenko梁振动响应对比分析

基于Fourier变换方法,对移动荷载作用下三维、二维和一维轨道-地基模型的振动响应特征进行了研究,将轨道视为Timoshenko梁,比较了不同速度和地基厚度下各计算模型之间的响应差异.研究结果表明:三维模型存在一个地基等效刚度,为波数和频率的函数.二维和三维模型的临界速度较为接近,但比一维地基梁模型要小得多.荷载速度小于地基临界速度时,三维模型的梁挠度幅值最小,二维模型次之,一维模型梁挠度最大.当荷载速度达到或超过临界速度时,二维模型的梁挠度幅值变得最大,此时三者的挠度时程曲线存在明显差别.二维和三维模型的地层水平位移幅值先随地基深度增加而增大,在某一深度达到最大值后随深度增加逐渐减小,竖向位移幅值则随深度的增加逐渐减小.     

弹性扁壳由移动质量引起的强迫振动

本文用变分法讨论在弹性扁壳上有移动的质量所引起的壳体的强迫振动.文中讨论了关于强迫振动、共振条件及临界速度等一系列问题.     

货运列车的编组调度问题研究

针对货运列车的编组调度问题,根据实际情况和理论研究的需要,首先对模型做了分析和假定.在此基础上,以中时最短为优化目标,给出了基于0-1整数规划和多目标优化理论的优化数学模型,实现了理论上可行的编组调度方案.     

带扩散的广义热弹性固体中移动荷载引起的二维相互作用

当一个移动荷载沿着一个坐标轴作用在介质边界上时,研究了该具有广义热弹性扩散的均匀各向同性介质中的扰动.应用特征值逼近方法,研究了Laplace-Fourier变换域中的二维扰动问题.在Fourier扩展技术的基础上,利用Laplace数值逆变换技术,求解了位移分量、应力、温度场、浓度和化学势的解析表达式.数值计算了铜类材料的这些表达式,并给出有关图形.作为特殊情况,给出了广义热弹性介质和弹性介质中,扩散和热效应的理论结果和数值结果.     

架空电线振动理论分析

本文研究水平风力作用在架空电线上引起架空电线垂直振动的问题。 架空电线振动,使线股疲劳,在悬挂点处造成折断,是高压输电线路设计和运行中的一个重大问题。 风吹电线,可以看成是空气绕圆柱体流动,根据卡尔曼涡列的有关结论与本文中引证的一个环量不变定理,证明了圆柱面上存在着周期变化的环量,利用带环量圆柱绕流的儒可夫斯基公式,即可计算在电线上的周期垂直力。 架空电线振动的数学模型是弦振动方程的混合问题,我们弄清了风对架空电线的作用之后,讨论了强迫振动及共振等问题。 本文所得的架空电线强迫振动频率、振幅及振动过程与实际观测的情况相吻合。所用的论点和方法,对于研究烟囱、架空管道等建筑设施的弹性振动也有参考意义。     

货运列车的编组调度问题的研究

对于货运列车的编组调度问题,建立了以压缩中时和增加运量为双目标、多约束的0-1规划模型,采用逐步紧缩中时约束的方法得到了问题一的调度方案.在此基础上对装载特别物资的车辆施加更强的中时约束得到了问题二的调度方案.提出了列车匹配系数的概念并建立了列车最优配对原则,根据该原则对列车进行优化编组得到了问题三的调度方案.基于问题二的数据转换处理得到了问题四的调度方案.     

沉浮,俯仰及控制面振动引起的跨音速非定常气动载荷计算

本文将文献[9]提出改进的通量分裂方法,应用于随时间变化的贴体网格中,建立了可用于求解非定常Euler方程的通量分裂方法.该方法是以连续的特征值分离为基础,它具有方法简单,便于推广使用的特点.同时克服了Steger-Warming通量分裂方法存在的问题.对通量分裂后的Euler方程.利用MUSCL型迎风差分建立了具有二阶精度的有限体积方程.文中以NACA64A—10翼型为例,对其在跨音速流场中进行沉浮、俯仰及带有振动控制面引起的非定常气动载荷进行了计算.部分计算结果与相应的实验结果进行了比较,吻合良好     

由纵向振动引起的质点与圆锥形杆碰撞问题的解析解

给出细长圆锥形的截面杆受到质点纵向碰撞时的精确解析解．提出了一种新方法用于分析质点-圆锥形杆碰撞,使用了叠加法给出杆的响应．其结果可验证数值解和其他解析解．所提出方法的优点之一是响应解的解析形式简洁．结论是质量比和一些描述杆几何形状的变量,如倾斜度、杆长和半径在撞击分析中具有重要作用．     

磁弹性耦合效应引起的铁磁直杆磁场中振动频率的改变

基于磁弹性广义变分原理和Hamilton原理,对处于外加磁场中的软铁磁体,建立了磁弹性动力学理论模型．分别通过关于铁磁杆磁标势和弹性位移的变分运算,获得了包含磁场和弹性变形的所有基本方程,并给出描述磁弹性耦合作用的磁体力和磁面力．采用摄动技术和Galerkin方法,将所建立的磁弹性理论模型用于外加磁场中铁磁直杆的振动分析．结果表明,由于磁弹性耦合效应,外加磁场将对铁磁杆的振动频率产生影响:当铁磁杆的振动位移沿着磁场方向时,其频率减小并出现磁弹性屈曲失稳;当铁磁杆的振动位移垂直于磁场方向时,其频率将会增大．理论模型能够很好地解释已有实验观测的振动频率改变现象．     

轴对称饱和地基竖向振动分析

基于Biot动力固结方程,考虑了土体和水体的惯性力以及水土之间的耦合作用,采用Laplace-Hankel积分变换求解耦联合方程组,得到动荷载下饱和地基振动问题的解答．根据下边界为不透水基岩的边界条件,获得了地基表面作用圆形轴对称任意荷载时土层应力、位移等的一般积分形式解．研究表明,激振频率对饱和地基的竖向振动有很大影响,地基表面的竖向位移与施加荷载之间存在相位差．此外,动力渗透系数在荷载施加的初期对结果有较大影响,随着荷载趋于稳定,其影响变得很小．     

矩形厚板的自由振动分析

出了一种新方法来对基于 Mindlin剪切变形理论的矩形厚板进行自由振动分析 .此方法采用了一种新的基函数并结合 pb-2 Rayleigh-Ritz边界函数得到了一种新型的 Ritz方法 .数值结果表明此方法相当精确有效 .     

半球壳振动的有限元法分析

本文建立了用有限元法分析球壳的动力学方程.计算分析了不同边界条件下壳体的振动频率.     

半球壳弯曲振动的分析

本文对半球壳的弯曲振动(频率)进行了详细地分析研究.给出了壳体两端边界角及壁厚变化时,谐振频率的变化规律.对于研制半球壳作为敏感部件的仪表如半球壳谐振陀螺仪有重要的应用价值.     

爆炸荷载作用下地下复合结构动力分析

在地下抗爆结构的合理选型中,为了改善结构截面的受力状态,使截面各部位的材料强度得到充分的发挥,提出了复合结构的研究方法;采用微段隔离体分析的方法,给出了复合结构的平衡方程、约束方程和变形协调方程,利用广义功的概念直接引入物理意义明确的Lagrange乘子,应用变分方法证明了所构造的广义泛函的正确性．通过算例提出了复合结构截面合理的刚度匹配关系．     

集中荷载作用下组合梁剪切滑移计算分析

基于弹性理论,对钢-混凝土组合梁在竖向集中荷载作用下的剪切滑移应变差进行了理论分析,并与均布荷载作用下公认的理论解进行了计算对比．结果表明,所推导的在集中荷载作用下,钢-混凝土组合梁的剪切滑移应变差的计算公式是可信的．因为实际工程多为集中荷载作用,所以用该计算公式可以很方便的解决工程实际问题．     

高速列车通过隧道时的气动特性研究

基于三维非定常不可压缩流动的N-S方程,采用LES湍流模型和动网格算法,对CRH2动车组以100 m/s的速度通过长100 m的隧道进行了动态数值模拟计算。结果表明:当列车通过隧道时,车头前端形成一个向隧道出口传播的正压波,到达隧道出口后反射,形成一个向隧道入口传播的负压波。压力波的传播与反射使隧道内空气压力发生剧烈变化,影响列车的安全平稳运行。     

基于模糊故障树的高速列车电流互感器可靠性分析

针对目前高速列车差动保护系统所使用的直通式电流互感器的结构与运行方式,结合主要元件的故障模式和机理,构建故障树模型,采用下行法计算其最小割集为84个,利用专家评分法与梯度模糊数相结合的方法计算故障树各个底事件与中间事件的发生概率及其权重,进而计算出顶事件的失效概率,发现其可靠度较高,其中绕组故障对顶事件(电流互感器失效)的贡献度最高,通过与传统的模糊故障树分析法作比较,体现出了本文所提算法的优越性。可为高速列车电力牵引系统的可靠性量化分析与评估奠定基础,为动车组电流互感器的运营维护决策提供依据。     

非线性振动分析的均向量场法

通过构造向量形式的振动微分方程组，利用均向量场（AVF）法得到振动响应的向量差分迭代格式.该离散格式能够保能量，同时具有二阶精度的特征，从而给出非线性振动问题的均向量场法.介绍了均向量场法的基本步骤.在建立AVF格式时，对于微分方程中若干常见的项，直接给出相应的映射项.应用均向量场法研究了非线性单摆问题和Kepler(开普勒)问题，数值结果说明了该方法保能量和具有长时间求解能力的特性.     

非线性振动分析中的正交函数法

本文根据谐波平衡法假设周期解的基本思想，提出了一种分析非线性振动特性的正交函数法。将位移展开为谐波的级数形式，根据线性模态和三角级数的正交性导出了一组形式简单的特征方程。有效地解决了平方非线性系统存在漂移项的困难，算例表明：本文方法精度高，收敛快，工作量小。