横向有限条与无砟轨道板段单元的车轨系统竖向振动分析法 被引量：21

1

作者 向俊 赫丹 曾庆元 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期64-69,共6页

研究高速列车-板式轨道时变系统竖向振动。高速列车(以1动+4拖为例)中的动车及拖车均离散为具有二系悬挂的多刚体系统。针对无砟轨道(以板式轨道为例)的结构特点,提出横向有限条与无砟轨道板段单元分析模型。考虑轮轨竖向位移衔接条件,... 研究高速列车-板式轨道时变系统竖向振动。高速列车(以1动+4拖为例)中的动车及拖车均离散为具有二系悬挂的多刚体系统。针对无砟轨道(以板式轨道为例)的结构特点,提出横向有限条与无砟轨道板段单元分析模型。考虑轮轨竖向位移衔接条件,基于弹性系统动力学总势能不变值原理及形成系统矩阵的"对号入座"法则,建立了此系统竖向振动矩阵方程,采用Wilson-θ法求解。比较了钢轨与轨道板竖向位移的静、动态响应,结果接近。得出200 km/h车速下此系统竖向振动响应时程曲线,计算波形及量值均符合物理概念。分析车速及轨道高低不平顺对此系统竖向振动响应的影响,此系统竖向振动响应随车速及轨道高低不平顺的增大而增大。计算结果表明,本文提出的模型正确、可行。 展开更多

关键词 高速铁路 无砟轨道 板式轨道 横向有限条与板段单元 高速列车 竖向振动

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板桁结构考虑局部屈曲空间计算的横向条带板段单元法

2

作者 王荣辉 曾庆元 《计算力学学报》 CAS CSCD 1999年第3期355-360,共6页

用有限个横向条带法构造了板桁组合结构板段考虑局部屈曲的空间位移模式。基于三维连续体的虚功增量方程，导出了横向条带板段单元的ＵＬ列式，并考虑了板段单元位形变化的影响。此计算方法自由度少，计算精度高，能用于大型板桁结构的... 用有限个横向条带法构造了板桁组合结构板段考虑局部屈曲的空间位移模式。基于三维连续体的虚功增量方程，导出了横向条带板段单元的ＵＬ列式，并考虑了板段单元位形变化的影响。此计算方法自由度少，计算精度高，能用于大型板桁结构的几何非线性分析。文末计算了广东西江桥板桁组合结构模型梁，计算结果与实测结果吻合较好。 展开更多

关键词 板桁结构 横向条带板段单元 局部屈曲 UL列式法

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分析圆板横向振动的动态有限条法 被引量：1

3

作者 张益松 高德平 吴晓萍 《计算结构力学及其应用》 CSCD 1989年第1期177-190,共14页

本文首次将动态有限元法应用于轴对称圆板的振动特性分析,采用了位移函数沿周向按三角级数展开的环板弯曲单元,发展成为只需沿径向划分单元的动态有限条法。用单元谐振变形作为形状函数,按频率的升幂级数展开,建立了动态单元的质量和刚... 本文首次将动态有限元法应用于轴对称圆板的振动特性分析,采用了位移函数沿周向按三角级数展开的环板弯曲单元,发展成为只需沿径向划分单元的动态有限条法。用单元谐振变形作为形状函数,按频率的升幂级数展开,建立了动态单元的质量和刚度矩阵,并使它的特征值求解问题与常规分析方法相协调。 展开更多

关键词 板 横向振动 有限条法 动力结构

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环板横向振动分析的三结点有限单元法 被引量：1

4

作者 李志毅 陈殿云 雷旭升 《洛阳工学院学报》 2002年第3期37-40,共4页

构造了三结点六个自由度的环形单元 ,然后采用有限元法计算了中间有环形简支的各向异性环板在各种边界条件下的轴对称横向振动频率。计算表明此种有限单元法效率高和收敛性好 ,可以方便地计算环形简支处在板的不同位置处的各向异性环形... 构造了三结点六个自由度的环形单元 ,然后采用有限元法计算了中间有环形简支的各向异性环板在各种边界条件下的轴对称横向振动频率。计算表明此种有限单元法效率高和收敛性好 ,可以方便地计算环形简支处在板的不同位置处的各向异性环形板的振动频率及振型。所计算出的前几阶固有频率与目前常用的Rayleigh法计算结果相比 。 展开更多

关键词 环板 横向振动 结点 有限单元法 频率 振型 Rayleigh法

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板桁组合钢梁的非线性有限元分析 被引量：7

5

作者 王荣辉 曾庆元 王海龙 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第2期56-62,共7页

对板桁组合钢梁进行非线性有限元分析。用有限个横向条带法构造了板桁组合结构极段考虑局部屈曲的空间位移模式。基于三维连续体的虚功增量方程，导出了横向条带板段单元U．L列式，用空间欧拉坐标变换考虑其位形变化，用截面塑性系数来... 对板桁组合钢梁进行非线性有限元分析。用有限个横向条带法构造了板桁组合结构极段考虑局部屈曲的空间位移模式。基于三维连续体的虚功增量方程，导出了横向条带板段单元U．L列式，用空间欧拉坐标变换考虑其位形变化，用截面塑性系数来考虑其材料非线性。应用所编程序，对广东西江桥原板行组合结构模型梁进行了非线性分析，并对其计算结果进行了一些试验验证。 展开更多

关键词 板桁组合钢梁 非线性有限元 横向条带板段 桥梁

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箱梁剪力滞计算的三维退化梁板单元法 被引量：4

6

作者 王小岗 黄义 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第4期120-123,共4页

采用三维退化梁、板单元组合的方法 ,分析了薄壁箱形梁在对称荷载作用的弯曲问题。通过具体算例 ,给出箱梁翼板上下表面的弯曲正应力分布曲线 ,讨论了横向荷载作用位置变化对箱梁剪力滞效应的影响 ,为该类问题的计算提供了一种较为行之... 采用三维退化梁、板单元组合的方法 ,分析了薄壁箱形梁在对称荷载作用的弯曲问题。通过具体算例 ,给出箱梁翼板上下表面的弯曲正应力分布曲线 ,讨论了横向荷载作用位置变化对箱梁剪力滞效应的影响 ,为该类问题的计算提供了一种较为行之有效的方法。 展开更多

关键词 箱形梁 剪力滞 有限元法 三维退化梁 板单元 弯曲 正应力分布曲线 横向荷载作用位置

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初始纵横向荷载效应对薄板自振频率的影响分析

7

作者 刘德贵 周世军 +1 位作者 王宁 张春涛 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期171-181,共11页

首先基于能量变分原理,给出了同时考虑初始纵向、横向荷载效应情况下板的应变能表达、动力平衡微分方程及单元刚度矩阵。再以动力平衡微分方程为基础,运用伽辽金法解得四种典型板同时考虑初始纵向、横向荷载效应的基频近似解,并运用瑞... 首先基于能量变分原理,给出了同时考虑初始纵向、横向荷载效应情况下板的应变能表达、动力平衡微分方程及单元刚度矩阵。再以动力平衡微分方程为基础,运用伽辽金法解得四种典型板同时考虑初始纵向、横向荷载效应的基频近似解,并运用瑞利法解得简支矩形板考虑初始纵向、横向荷载效应的前三阶频率近似解。然后相互验证了考虑初始纵向、横向荷载效应的板单元刚度矩阵和频率近似解的正确性,并进一步分析了初始纵向、横向荷载及相关因素对板自振频率的影响。结果表明,考虑初始纵向、横向荷载效应后,板的自振频率主要受初始纵向荷载、初始横向荷载、板的厚度及边界条件等因素的影响;初始纵向、横向荷载效应对板的基频影响明显于高阶频率;初始纵向、横向荷载对板的自振频率影响分别呈线性和抛物线规律。 展开更多

关键词 初始纵向 横向荷载效应 薄板 自振频率 有限板单元 近似解

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基于Mindlin横剪变形理论的功能梯度板热屈曲分析 被引量：8

8

作者 夏巍 赵东伟 冯宇鹏 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期13-18,176,共6页

Mindlin板理论对挠度和转角采用各自独立的场函数以反映一阶横向剪切变形,具有简明的表达式,适于建立功能梯度板的热屈曲分析模型。本文假设功能梯度材料沿板厚方向的分布为幂函数,采用混合定律和Mori-Tanaka方法计算功能梯度板的均质... Mindlin板理论对挠度和转角采用各自独立的场函数以反映一阶横向剪切变形,具有简明的表达式,适于建立功能梯度板的热屈曲分析模型。本文假设功能梯度材料沿板厚方向的分布为幂函数,采用混合定律和Mori-Tanaka方法计算功能梯度板的均质化等效力学性能。基于Mindlin板理论和von Karman应变-位移关系导出功能梯度板的非线性静力平衡方程,采用3结点三角形MIN3单元建立功能梯度板热屈曲的有限元模型,并分析了典型功能梯度板的热屈曲稳定性和热后屈曲变形。陶瓷-金属功能梯度板的数值计算结果表明:材料分布幂指数越大,即组份中陶瓷体积含量越少、金属体积含量越多,则陶瓷-金属功能梯度板的屈曲温度越低,且热后屈曲变形越大。这与陶瓷的弹性模量比金属的弹性模量大,但金属的热膨胀系数比陶瓷高有关;固支功能梯度板的热屈曲变形幅值比简支功能梯度板的热屈曲变形幅值低,但偏差量随着材料分布幂指数的增大略微降低。 展开更多

关键词 功能梯度材料 MINDLIN板理论 热屈曲 横向剪切变形 有限单元法

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泊松效应对组合梁斜拉桥混凝土板纵向开裂的影响研究 被引量：7

9

作者 夏飞 段宝山 《世界桥梁》 北大核心 2016年第2期68-72,共5页

为了研究泊松效应对组合梁斜拉桥混凝土板内力的影响,探究混凝土板纵向开裂的原因,以国内某主跨480m的组合梁斜拉桥为工程背景,采用有限元法分别建立全桥空间网格模型(未考虑泊松效应)和板壳单元模型(考虑泊松效应),从弹性理论的角度探... 为了研究泊松效应对组合梁斜拉桥混凝土板内力的影响,探究混凝土板纵向开裂的原因,以国内某主跨480m的组合梁斜拉桥为工程背景,采用有限元法分别建立全桥空间网格模型(未考虑泊松效应)和板壳单元模型(考虑泊松效应),从弹性理论的角度探索了组合梁混凝土板的泊松效应,计算辅助墩墩顶5个节段和主跨四分点5个节段混凝土顶板的横向应力和横向应变。计算结果表明:在辅助墩墩顶及主跨四分点处混凝土板的纵向压应力较大,2种模型的混凝土板横向应力也基本处于压应力状态;按照空间网格模型计算得到混凝土板的横向应变基本为压应变,而按板壳单元模型计算得到的混凝土板的横向多处于拉应变状态,接近于混凝土双向受力状态下的极限拉应变;该组合梁混凝土顶板的泊松效应明显,其产生的横向应变是混凝土板纵向开裂的主要原因。 展开更多

关键词 斜拉桥 组合梁 混凝土板 泊松效应 横向应力 横向应变 开裂 空间网格模型 板壳单元模型 有限元法

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大跨度板桁结合主梁斜拉桥极限承载力分析 被引量：2

10

作者 韦成龙 曾庆元 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期138-140,共3页

The plate trusscompositestructure ,inwhich theconcretedeckplateandsteelmaintrussco actto gether ,hascomeintouseinalongspancable stayed bridgeforbothhighwayandrailwayowingtoits manyadvantages .Thisdissertationproposesa... The plate trusscompositestructure ,inwhich theconcretedeckplateandsteelmaintrussco actto gether ,hascomeintouseinalongspancable stayed bridgeforbothhighwayandrailwayowingtoits manyadvantages .Thisdissertationproposesasetof methodstoanalyzeultimateloadcarryingcapacity (ULCC)oflongspancable stayedbridgeswithplate trusscompositebeam .Mainresearchworkisasfol lows . (1)Thespatialmechanicsmodelofthecable stayedbridgewithaplate trusscompositebeamfor ULCCanalysisissetup ,whichcantakethecouple functionoflocalandglobaldeformationintoac counts.Themainbeamisdiscreteintofinitesegment elementsthatinvolvetension (compression) ,bend ing ,twisting ,sectiondistortion ,wrappingdeforma tion ,secondarystressoftruss ,localbendingand shearlageffectofdeckplate .Thiskindofelement canbeeasilyusedinprojectdesignforitslittledegree offreedomanddistinctphysicalconcept .Theplate trussdisplacementisentirelyharmonious .Thecalcu latedresultsagreewellwiththetestresults .Itcan analyzethelocalbendingdeformationofdeckplateby introducingtransversefinitestripelementsofconcrete deckplate ,andtheeffectofunevenlongitudinalde formationofconcretedeckplatebyintroducingmulti ple parameterdisplacementfunctionofshearlag warpingdeformationthatisofhighprecision ,com prehensiveconsiderationandwide ranginguse .Based onthethoughtsthatthetotaldisplacementofparti clesisthesumofthedisplacementscausedbyglobal andlocaldeformation ,thedisplacementmodeland calculatingformulaeareformed . (2 )Accordingtotheprincipleofnonlinearcon tinuumandthetheoryofgeometricnonlinearfinite element ,theU L formulationincrementalequilibri umequationforcable stayedbridgewithaplate truss compositebeamissetupandtheexplicitcalculating formulaeoftheelasticstiffnessmatrix ,geometric stiffnessmatrixandthecolumnmatrixofnodalforces equivalenttoelementalstressesofplate trusscompos itebeamarededuced . (3)Aelasto plasticconstitutionrelationofcon cretedeck plateisdegeneratedfromChen Chen′s isotropicstrengtheningelasto plasticmodelwiththree parameters.Theexpressionsofallnodalinternal forcesofusedelementsareobtained .Theplasto coef ficientmethodofgeneralizedinternalforcethatre flectstheinfluenceoflocaldeformationofplate truss compositebeamonplasticyieldingisproposed .Based onthismethod ,theelasto plasticelementstiffness matrix ,whichisusedinthespatialULCCanalysis forcable stayedbridgewith plate trusscomposite beamisestablished . (4 )Virtualtemperatureloadmethodtoadjust ingthetensionforceinthecableisproposed ,andits computingprocedureanditerationexpressionaregiv en .Themethodunitesthecomputingmodelsbefore andafteradjustingcables ,makestheanalysisprocess ofULCCofcable stayedbridgefromexertingdead loadsacontinuousloadingcalculatingone ,andconve nientlytakestheinfluenceofallkindsofnonlinear factorsintoaccount . (5 )Firstly ,elasto plasticincrementalequilibri umequationofeachsub elementisseparatelyestab lished .Then ,itistransformedbymeansofcoordi natetransformationmatrixmentionedinthisdisserta tion .Finally ,basedonthe“Set in Right Position” rule ,itisaddedtostructuralstiffnessequationunder globalcoordinatetoformthestructuralU L .formu lationincrementalequilibriumequationoftheULCC analysisofcable stayedbridgeswithplate trusscom positebeam . (6 )Basedontheanalysismodelandmethods mentionedabove ,acomputing programforULCC analysisofcable stayedbridgeswithplate trusscom positebeamisdeveloped .Accordingtothecomputing resultsobtainedfromclassiccalculatingexamplesand existingexperiment ,thecorrectnessofthemechanics methods ,analysismethodandcalculatingprogramin thisdissertationisproved . (7)ThespatialloadingpropertiesandULCCof alongspancable stayedbridgewitha plate truss compositebeamoverthemainchannelofWuhu YangtzeRiverBridgeunderseveraldifferentloading casesareanalyzed .Thesafetycoefficientsarecalcu lated . 展开更多

关键词 板桁组合结构 斜拉桥 有限段单元 极限承载力

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一种无碴轨道动力学建模的新方法 被引量：18

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作者 赫丹 向俊 曾庆元 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1206-1211,共6页

针对无碴轨道(以博格板式轨道为例)结构特点,提出横向有限条与板段单元动力分析新模型。将高速列车(以中华之星为例)的动车及拖车均离散为具有二系悬挂的多刚体系统,基于弹性系统动力学总势能不变值原理及形成系统矩阵的"对号入座&... 针对无碴轨道(以博格板式轨道为例)结构特点,提出横向有限条与板段单元动力分析新模型。将高速列车(以中华之星为例)的动车及拖车均离散为具有二系悬挂的多刚体系统,基于弹性系统动力学总势能不变值原理及形成系统矩阵的"对号入座"法则,建立高速列车-无碴轨道时变系统竖向振动矩阵方程,采用Wilson-θ法求解。分别采用传统的静力模型和横向有限条与板段单元动力分析模型,计算并比较钢轨与博格板的静、动态竖向位移最大值,得出车速为200km/h时此系统竖向振动响应时程曲线。计算结果表明,钢轨与博格板的静、动态竖向位移最大值接近,计算值均在通常值范围内,说明所提出的新模型正确、可行。 展开更多

关键词 高速铁路 无碴轨道 博格板式轨道 横向有限条 板段单元 高速列车 竖向振动

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