等效力学模型下的渡槽动力响应分析

针对大型渡槽在水体晃动作用下的结构动力响应问题,以结构动力学及流体动力学原理简化槽内水体与槽壁间的晃动阻尼作用,建立了渡槽等效力学分析模型,并以EL-centro波横向输入,采用三维有限元及实程分析技术,对不同过水量下结构动位移及应力进行了计算分析。结果表明,渡槽水体晃动动水压力对槽身横向动位移影响较其它方向更为显著;相比附加质量法计算结果,通过等效力学模型计算得到的结构动力响应均有不同程度降低,其中横向减幅最为显著;在大型渡槽结构设计中,考虑液体阻尼效应的等效力学模型相比附加质量法更接近实际情况,为工程实际提供参考依据。     

南水北调中线漕河渡槽流固耦合机理研究

基于考虑槽身与槽内水体流固耦合问题,采用迦辽金法推导了具有压缩性流体与固体流固耦合问题的动力有限元分析模型,并计算了南水北调中线漕河渡槽结构的地震反应。计算结果表明,随着水位的上升,渡槽结构地震反应增大,说明槽身与水体的相互耦合对渡槽结构地震反应影响显著。计算成果有利于指导施工和运行期安全监测与管理。     

地震作用下渡槽内水体响应三维数值模拟与分析

【目的】研究输水渡槽在地震荷载作用下的水体响应特性,为渡槽振动条件下的流固耦合分析及满溢风险评估提供指导。【方法】采用FLOW-3D三维仿真软件,从地震荷载作用方式、地震荷载频率、渡槽内水体流量大小3个角度出发,设置了3组数值仿真实验,并由仿真结果分析了渡槽水体在典型地震荷载作用下的响应特性。【结果】渡槽边壁在靠近自由液面处受到水体的垂直作用力最大,其数值为底部和中部的10倍以上;施加单一方向地震荷载时,水平方向地震荷载水体波动比竖直方向大2.5%;地震荷载频率增大,水体运动剧烈程度先增大后减小,在一定区间内存在使得水体响应最为剧烈的频率;流量增大,水体对边壁的垂直作用力最大值被削弱20%以上,但水体漫顶的风险也随之增加。【结论】在渡槽结构进行抗震设计时应考虑自由液面附近的渡槽边壁强度。此外增大渡槽流量会减小水体对边壁的作用力,但渡槽漫顶风险也随之增加。     

单跨简支渡槽剪力滞效应分析

应用ANSYS程序建立了几种不同渡槽槽体结构的有限元模型,数值结果表明,采用板壳单元能很好地模拟槽体的剪力滞效应,计算精度满足工程要求。对单跨简支单箱、多箱槽体的剪力滞效应进行了较详细的数值研究,得到了槽体底板与上部翼缘的纵向正应力分布规律,研究了渡槽的截面形式、宽跨比等参数对渡槽剪力滞效应的影响。研究结果对渡槽结构设计具有参考价值。     

超大型渡槽抗震性能试验研究

结构减隔震技术在工程中已有广泛应用且效果良好,但在大型渡槽中还没有应用先例.结合南水北调工程中大型渡槽的抗震问题,进行了模拟地震振动台试验研究.试验首先设计和制作了单跨渡槽相似模型,然后设计了多组用于试验的隔震支座,最后在不同周期地震波作用下进行了动力响应试验,对比了安装隔震支座前后渡槽隔震体系在不同工况下的动力响应.试验结果表明,利用隔震支座可以有效地减小渡槽结构的动力响应,提高渡槽的抗震性能.     

泄流条件下的溢流坝结构原型动力测试与模态参数识别

在溢流坝泄流条件下,基于泄流荷载对溢流坝结构产生的激励作用,对溢流坝结构进行了原型动力测试;并以原型动力测试响应信号为依据,运用随机子空间法进行了基于泄流激励的溢流坝结构模态参数识别,得到了溢流坝结构在泄流条件下的动力特性参数,同时采用有限元方法对"溢流坝－水体－地基"耦合动力特性进行了计算分析,并与其动力特性识别结果进行了对比,结果表明,识别结果与计算结果基本吻合,溢流坝泄流工作性态与有限元模拟情况基本一致。     

混合动力汽车动力耦合装置传动设计与仿真研究

通过分析固定轴式和行星齿轮式机电耦合系统,提出一种新型动力耦合装置动力传动结构,确定齿轮啮合参数。运用UG NX8.0进行参数化建模、装配,并导入ADAMS中进行运动学仿真。将仿真结果与理论计算值进行对比,结果表明误差在合理范围内,验证了动力耦合装置设计的合理性与虚拟样机模型的可信性。     

混联式拖拉机功率分流负载特性的研究

本文针对新型农业机械混合动力拖拉机,对常见的三种混合动力源布置方式进行了说明,并引出了目前应用最广泛的混联式混合动力在拖拉机上的应用。为分析混联式拖拉机的功率分流负载特性,本文阐述了三种功率分流方式,并对动力耦合机构进行了设计构型。依据杠杆法则,对动力耦合系统进行动力学分析,最后得出动力分配星系和太阳轮系的功率分流负载特性。计算分析转矩、转速、功率三者的关系后,得出能量损耗和传动效率的变化,绘制了分流特性曲线图,并由此得知,当混联系统出现两个机械点,MG1电机的转速与MG2的转矩均趋近于零点,随着系统传动比增加,MG1电机的转矩和转速改变方向（负变正）,并开始增大,反之,MG2电机的转速逐渐减小并改变方向（正变负）,转矩则迅速增大。     

混合动力拖拉机动力耦合装置动力学特性研究

对混合动力拖拉机动力耦合装置动力学特性进行了研究。对其进行了理论分析、仿真研究、试验验证。首先进行静力学、运动学分析;其次计算动能、等效转动惯量、广义力,分析其动力学特性;最后建立动力耦合装置系统的拉格朗日方程。在此基础上利用SimulationX建立了系统的动力学模型,并进行仿真研究。利用自行搭建的混合动力拖拉机试验台,进行试验验证,研究结果表明,该动力耦合装置实现了差速传动,满足了设计要求,为混合动力拖拉机驱动系统的设计提供参考。     

汽车动力总成-整车系统耦合振动分析

针对汽车发动机引起的整车振动问题,本文将动力总成悬置系统置于整车环境,研究其耦合振动特性。建立了包含动力总成和整车、车身和悬架系统的多体动力学模型,分析了动力总成与整车系统的耦合振动问题。研究结果表明,整车模型的振动特性与6自由度悬置系统模型的振动特性存在差异。经对悬置系统进行参数优化,其减振效果得到了有效改善。     

大型钢筋混凝土涵洞式渡槽静动力分析

利用三维有限元对涵洞式渡槽进行静动力分析 ,根据结构特征、地质条件和结构材料的力学参数 ,对结构进行分析 ,得到应力、弯矩和刚度的变化规律 ,为渡槽设计提供了可靠依据     

基于双向流固耦合水轮机转轮应力特性分析

为了开展基于双向流固耦合的水轮机转轮叶片应力特性分析,通过坐标变换将直角坐标系下的连续方程和动量方程变换到任意拉格朗日坐标系下,建立流场控制方程,采用FCBI-C方法得到离散方程.在旋转坐标系下建立结构静力学方程,采用有限元法进行离散,得到转轮的有限元方程.使用迭代法双向流固耦合,对流体方程和结构方程进行迭代,直到流固耦合系统收敛.通过基于双向流固耦合的混流式水轮转轮应力场计算可得:单、双向耦合条件下转轮应力和位移分布趋势基本一致,最大点位置相同;转轮的有效应力相对差值随着变形的增大而增大,均在位移变形值最大点最大;变形量大小是单、双向耦合计算结果差别的重要因素,在小变形情况下,精度要求不高时可用单向耦合代替双向耦合进行计算.     

空间刚柔耦合并联机器人动力学求解策略

针对空间刚柔耦合并联机器人在动力学方程求解过程中存在的违约问题,提出了一种基于瞬态刚体校正法的非线性动力学模型求解方法。利用自然坐标法和绝对节点坐标法构建该3-RRRU并联机器人的正动力学模型与逆动力学模型,考虑各支链柔性空间梁单元的剪切效应,并可描述其大范围非线性弹性变形。基于自然坐标法和刚性机构的运动学模型,分别提出2种动力学模型的瞬态刚体校正法,同时从系统能量等角度总结出获取该动力学系统稳定因果解的求解策略。仿真结果表明,动力学方程的求解精度为10-6,约束方程的相容误差为10-8,满足工程应用的要求,且有效地改善了动力学系统的综合收敛性能。通过圆形轨迹跟踪实验可知,与理想刚性模型的控制方法相比,基于逆动力学稳定因果解构建控制方法最大跟踪误差降低了0.372 mm,圆度误差降低了1.46 mm;各柔性杆上特征点处主应变测量值与理论计算值均处同一数量级,且具有相同的变化趋势,从而验证了该方法的有效性。     

保温板对大型渡槽结构温度应力的影响分析

给出了渡槽结构温度场分析和温度应力分析的基本理论,分析了大型渡槽结构在加保温板时的温度场和温度应力,模拟了冬季寒潮、夏季热浪等对于渡槽温度应力的影响,得到了4种不同厚度的聚苯乙烯保温板（0,2,3,5cm）对于渡槽结构的保温效果。结果表明,保温板可以有效地降低渡槽结构的温度应力。保温板越厚,保温效果越好。但是考虑到聚苯乙烯保温板的材料成本,选择2cm厚的保温板已经足够好了。本文结论可为大型渡槽结构的温控措施提供参考。     

基于深水波理论的渡槽动力响应分析

以流体动力学理论为基础,推导了深水波理论模型在渡槽结构中的波高与动水压力的计算公式,给出了在ANSYS有限元软件中的实现方法,并对渡槽的4种工况进行了动力响应分析。结果表明,考虑液体晃动的阻尼效应对渡槽的动力响应影响较大。     

基于流固耦合效应的梯级泵站输水管道振动特性分析

为解决管道结构固有振动特性分析中选取高精度流固耦合模型的方法问题,以景电工程中梯级泵站输水管道为研究对象,运用附加质量法和直接耦合法原理,建立不同的流固耦合模型,对其进行固有模态特征提取,并将求解结果与SSI法模态辨识结果对比。结果表明:直接耦合法模型的结果与SSI法辨识结果吻合得较好,最大误差为3.62%,同阶次的计算精度均优于附加质量模型,频率间隔小,弥补了附加质量模型出现的模态缺失现象;直接耦合模型的计算结果在模拟阶数和精度方面都优于附加质量模型,能较好地反映管道结构的固有振动特性,可在复杂管系结构的动力特性分析中应用。     

渡槽结构地震反应的时程分析

应用动力有限元方法对于某渡槽工程进行了地震时程分析，说明了进行渡槽结构地震时程分析的具体方法，以及在地震作用下渡槽结构动力反应的特点等问题，对于渡槽结构的抗震时程分析方法及渡槽结构有限分析方法进行了探索。     

灌排模式对超级稻南粳5055抗倒伏能力的影响研究

【目的】研究不同灌排模式对超级稻南粳5055抗倒伏能力的影响。【方法】于2017年5—10月在南方地区高效灌排与农业水土环境教育部重点实验室进行不同灌排模式的桶栽试验。共设浅水勤灌(FSI)、浅湿调控(WSI)、控制灌溉(CI)和秸秆覆盖旱作(DPS)4个处理。【结果】相较FSI处理,WSI处理减少了灌水量,提高了花后期光合速率和叶面积,但茎秆形态和力学特性改善不显著;CI处理相较WSI处理进一步改善茎秆形态和力学特性,显著提高抗倒伏能力,增加产量的同时节约灌水量;DPS处理较FSI处理降低了茎鞘物质输出率和转化率,但干旱严重,茎鞘干物质累积量小于FSI处理,茎秆形态性状未能优化,抗倒伏能力下降。【结论】综合产量、抗倒伏能力及灌水量,最佳灌排模式为控制灌溉,其次为浅湿调控。