国家自然科学基金(51078356)
- 作品数：18 被引量：101H指数：7
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- 相关机构：中南大学高速铁路建造技术国家工程实验室中国铁路设计集团有限公司更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金铁道部科技研究开发计划湖南省交通科技计划项目更多>>
- 相关领域：交通运输工程建筑科学机械工程更多>>
- 摩擦摆支座对高速列车-简支梁桥耦合系统的减隔震分析被引量：4
- 2020年
- 为研究摩擦摆支座(FPB)对地震下高速列车-简支梁桥耦合系统的减隔震作用,基于ANSYS和SIMPACK平台,建立了高速列车-多跨简支梁桥耦合系统的三维有限元模型.模型中采用104~#力元模拟FPB,将轨道不平顺和地震力作为耦合系统的激励,开展了FPB对地震荷载下车-简支梁桥耦合系统的减隔震研究.结果表明,在El Centro地震波作用下,车-桥系统的动力响应随着车速、地震强度、墩高度的增大而增大.地震强度小于0.12g时,FPB能减小车-桥系统除墩顶横向加速度以外的其他动力响应,车速越大、墩身越高, FPB的减振效果越显著;地震强度大于0.12g时,FPB会增大车桥系统的动力响应.建议在高速铁路简支梁桥减隔震设计中,墩高不宜超过16 m,摩擦摆支座的参数应根据具体桥梁进行选择.
- 郭文华洪新民王子豪
- 关键词：摩擦摆支座减隔震
- 基于协方差本征变换与谐波合成法的随机风场模拟被引量：4
- 2013年
- 为解决谐波合成法模拟多变量随机脉动风场计算效率低下,内存易超限的问题,提出了协方差本征变换与谐波合成法相结合的风场模拟新方法。在谐波合成法和协方差本征变换的基础上,采用基于方差比的模态截断准则缩阶互谱密度矩阵,以减少矩阵的Cholesky分解次数,同时运用FFT技术来提高谐波项的合成速度,并给出了该方法的误差控制指标。通过算例表明上述方法可有效减少整个模拟过程的计算时间,采用方差比模态截断准则可保证所有节点位置的样本方差具有较高精度,模拟样本的功率谱密度、相关函数与目标值较为符合,并且具有较好的随机性。证实了所提出方法可以高效、准确地的模拟出随机脉动风场。
- 张佳文郭文华项超群
- 关键词：谐波合成法随机风场
- 强风作用下高速铁路桥上行车安全保障关键技术及应用
- 2020年
- 因强风导致桥上车辆限速、限行甚至行车安全事故在世界范围内时有发生,轻则路网中断,重则车毁人亡,社会影响极大.我国高速铁路桥梁占线路里程比例平均50%以上,高达94.2%,公交化运行的高速列车在时空上均很难避免强风环境下的桥上行车.相比平地路基,桥梁结构柔、桥面风速大,车辆与桥梁之间动力相互作用显著、气动干扰效应复杂,强风作用下高速铁路桥上行车安全问题面临更大挑战.
- 无何旭辉韩艳邹云峰郭文华王浩苏伟李龙安敬海泉文望青郭向荣
- 关键词：高速铁路桥高速列车公交化气动干扰效应桥梁结构
- 形函数时变性对汽车公路梁桥竖向耦合振动影响分析被引量：6
- 2014年
- 采用梁单元离散公路梁桥,每辆汽车由多刚体模型模拟,将汽车与桥梁视为相互作用的整体系统,建立汽车-梁桥耦合时变系统的竖向振动方程。引入三次Hermite插值形函数,考虑车桥相互作用引起的梁单元形函数时变性,推导出形函数时变性在车桥耦合振动方程中的贡献值,并编制计算程序。通过具体算例分析梁单元形函数时变性对汽车-梁桥竖向振动响应影响。计算结果表明,在高速行车的车桥振动分析中,梁单元形函数时变性对公路梁桥竖向耦合振动影响显著,模拟计算时应予以考虑。
- 陈代海陈淮李整郭文华
- 关键词：公路梁桥动力分析
- 山区峡谷风场分布特性及地形影响的数值模拟被引量：12
- 2017年
- 为揭示山区峡谷风场的空间分布特性以及峡谷地形对谷内风场特性分布的影响,根据山区峡谷的地形特点,在AutoCAD中将峡谷的几何模型离散为高程点云,利用逆向工程软件Imageware将高程点云拟合成峡谷地形曲面,并导入Gambit中生成满足要求的计算模型;应用FLUENT软件选取适合山区风场的Realizable模型,采用稳定性好的SIMPLE算法对峡谷风场特性进行数值模拟;最后根据峡谷地形特点和其影响参数,提出峡谷风速放大系数计算公式,并采用多个算例验证其正确性。研究结果表明:山区峡谷风剖面的轮廓线可以分成3段,不能套用平原地区常用的幂函数模型,并且峡谷风剖面的轮廓线具有明显拐点,风速增大段的风剖面轮廓线应采用线性函数与幂函数共同模拟;峡谷内中间位置风剖面最大风速大于两侧风剖面最大风速,其相应的风速拐点高度也较大;峡谷内同一高度观测点的风速在峡谷横断面上成抛物线变化,距离两侧山体约60m处风速达到最大值;峡谷越窄,两侧山峰越高,峡谷内风场的"峡谷效应"越明显;风剖面风速拐点高度与峡谷高宽比成反比,峡谷高宽比越大,风剖面风速拐点高度就越小;该公式可推算山区峡谷内任意高度的风速,可为跨越山区峡谷的桥梁抗风设计基准风速的计算提供简便方法。
- 洪新民郭文华熊安平
- 关键词：桥梁工程计算流体动力学
- 二期恒载对大跨度斜拉桥车桥耦合振动的影响被引量：15
- 2011年
- 用多刚体模拟车辆,梁格法简化桥面板,以等效质量的形式施加二期恒载。基于车辆、桥梁空间振动模型,建立桥梁—轻轨车—汽车耦合系统的空间振动方程。采用直接积分法求解此方程,并编制相应程序。以某大跨度斜拉桥方案为例,计算其自振特性,进行大跨度斜拉桥—轻轨车—汽车耦合系统的车桥振动分析,并讨论二期恒载对自振频率和车桥耦合振动响应的影响。研究结果表明:二期恒载会使桥梁结构的自振频率减小,对桥梁结构的位移响应影响较小,但对加速度响应影响明显。
- 郭文华陈代海李整
- 关键词：二期恒载斜拉桥动力特性车桥耦合振动
- 风障对桥上高速列车气动特性影响的风洞试验被引量：4
- 2015年
- 为考虑侧风作用下风障对桥上高速列车气动特性的影响,以高速列车与双线简支箱梁桥为原型,自主研制了缩尺比为1:20的风障-车-桥模型风洞试验模型装置。测试高速列车的头车、中车及尾车各自的气动力。分析风速、列车位于桥梁的横向位置、不同风障高度与透风率、风偏角对高速列车气动系数的影响,最后以静力轮重减载率作为风障防风效果评价指标,给出风障气动选型参数建议值。研究结果表明:雷诺数对车-桥系统的气动性能影响有限;桥梁上设置风障可明显减小列车所受气动力;列车位于迎风侧线路时运行时所受气动荷载较大;随着风障高度的增大,列车气动力系数减小;当风障增加到某一高度后列车气动系数基本不再随风障高度变化,但随着透风率增大而增大;当风偏角小于等于20°时,高度为4 m,透风率为0%风障的挡风效果较好,而当风偏角大于20°时,高度为4 m,透风率为30%风障的挡风效果较优。研究结论可为实际工程中风障气动选型提供参考。
- 张佳文郭文华熊安平项超群王嘉奇
- 关键词：风障侧风高速列车风洞试验气动力系数
- 荷载横向变位下变截面连续箱梁剪滞分析的有限梁段法被引量：3
- 2014年
- 为研究荷载横向作用位置变化对箱梁剪滞效应的影响，对箱梁顶、底板、悬臂板分别设置了不同的剪滞纵向位移差函数；假定纵向翘曲位移沿横向分布为k次抛物线，并考虑剪滞和剪切双重效应的影响，通过能量变分法推导出了荷载横向变位时梁段单元的平衡控制微分方程组及其闭合解；提出了能对工程中常见的变截面连续箱梁剪滞效应进行分析的有限梁段法。该方法计算结果与有限元模型、已有模型试验结果的最大误差在5．95％～9．74％之间，两种工况下计算结果的叠加与有限元结果相对误差在0．07％～19．18％之间，均吻合良好，说明将基于有限梁段法的剪滞效应变分解和叠加原理用于求解复杂力状态下的剪滞效应是可行的。剪滞翘曲位移横向分布函数精度选择的研究结果表明：均布荷载分别作用于腹板顶部、项板中心时，翘曲位移横向分布函数宜分别选用三次、二次抛物线。
- 牟兆祥郭文华魏诗雅
- 关键词：薄壁箱梁剪滞效应剪切变形变分法
- 强风来袭,如何保证高速铁路桥上的行车安全?
- 2020年
- 随着我国高速铁路桥梁跨度越来越大,气候环境条件更加复杂,强风作用下高速铁路桥上行车安全问题面临更大挑战。为此,中南大学研究团队历经十余年的攻关,成功解决了强风作用下高速铁路桥上行车安全和运营实践中的一系列难题。对于高速铁路桥梁来说,强风是影响安全的重大因素。与平地路基相比,桥梁结构柔、桥面风速大,车辆与桥梁之间的气动干扰效应复杂、动力相互作用显著。而在中国,高速铁路桥梁占线路里程的比例平均在50%以上,最高达94.2%,公交化运行的高速列车很难避免强风环境下的桥上行车。
- 何旭辉邹云峰敬海泉郭文华郭向荣
- 关键词：行车安全高速铁路桥梁公交化桥梁结构
- 轻轨车-轨道梁-刚构桥空间耦合振动分析及乘坐舒适性评价被引量：3
- 2011年
- 提出一种跨座式轻轨车、轨道梁及刚构桥空间耦合振动时域分析方法。轨道梁及刚构桥采用常规有限单元模拟,跨座式轻轨车采用弹簧阻尼相连的多刚体模拟,可方便考虑走行轮、导向轮、稳定轮下轨道不平顺影响,每一积分步内对桥梁系统动力方程扩展,建立轻轨车-轨道梁-刚构桥时变系统空间振动方程,采用直接积分法同时求解三者空间动力响应,并编制相应计算分析程序。针对目前世界最大跨度轻轨专用刚构桥96m+160m+96m,探讨车速、单线行车、双线对开等不同工况对三者动力响应影响并对轻轨车进行乘坐舒适度评价。结果表明:在设计行车速度下,乘客可安全舒适通过该桥。该方法可运用于跨座式轻轨车与其它轨道梁或桥梁空间振动分析。
- 刘海涛郭文华
- 关键词：轨道梁刚构桥振动
