Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей

Диссертационная работа:

Архипенко Юрий Васильевич. Методика расчета динамического взаимодействия подвижных нагрузок с мостами с применением программных комплексов конечно-элементного анализа : дис. ... канд. техн. наук : 05.23.11 Москва, 2006 176 с. РГБ ОД, 61:07-5/469

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 5

Глава 1. Анализ состояния вопроса и постановка задачи
исследования 10

1.1. Этапы развития динамики взаимодействия мостовых сооружений с
подвижными нагрузками 10

1.2. Применение метода конечных элементов к решению задачи
взаимодействия подвижных нагрузок с мостовыми
сооружениями 18

1.3. Выводы по главе. Цель и задачи исследования 24

Глава 2. Математическое моделирование динамической системы
«мостовое сооружение - подвижная нагрузка»
27

2.1. Постановка задачи 27

  1. Описание модели динамического взаимодействия подвижной нагрузки с мостовым сооружением 29

  2. Формулировка уравнений движения динамической системы «мостовое сооружение - подвижная нагрузка» 36

2.4. Итерационный метод решения уравнений движения динамической
системы «мостовое сооружение - подвижная нагрузка» 46

2.3. Выводы по главе , 52

Глава 3. Разработка и программная реализация методики расчета
динамического взаимодействия подвижной нагрузки с мостовыми
сооружениями с применением программных комплексов
конечно-элементного анализа
53

3.1. Разработка методики расчета динамического взаимодействия
подвижного состава с мостовыми сооружениями 53

3.2. Возможность использования универсальных программных
комплексов конечно-элементного анализа для расчета динамического
взаимодействия подвижной нагрузки с мостами 59

3.3. Структура универсального программного комплекса MSC/Nastran for
Windows 61

3.4. Программная реализация методики расчета динамического
взаимодействия подвижной нагрузки с мостовыми сооружениями (на примере
комплекса DynSys) 64

3.5. Выводы по главе 69

Глава 4. Решение тестовой задачи динамического взаимодействия
стал ежелезобето иного пролетного строения моста с грузовым
автомобилем БелАЗ-540
70

  1. Описание тестовой задачи 70

  2. Описание модели пролетного строения 75

  3. Описание модели автомобиля БелАЗ-540 76

  4. Определение значения коэффициента поперечной установки нагрузки и включенной в работу части изгибной жесткости 78

  1. Расчет динамического взаимодействия сталежелезобетонного пролетного строения моста с грузовым автомобилем БелАЗ-540, движущемся по оси пролетного строения со скоростью 6 м/с 81

  2. Расчет динамического взаимодействия сталежелезобетонного пролетного строения моста с грузовым автомобилем БелАЗ-540, движущемся по оси пролетного строения со скоростью 11 м/с 88

4.7. Выводы по главе 95

Глава 5. Применение методики расчета динамического взаимодействия к
решению задачи движения автомобиля КамАЗ-55111 по неразрезному
сталежелсзобетон ному пролетному строению автодорожного моста через
пути Московской железной дороги у станции Болшево
в г. Королеве
97

5.1. Краткое описание конструкции 97

5.2. Описание динамических испытаний автодорожного
моста 99

5.3. Расчет динамического взаимодействия пространственной модели
пролетного строения автодорожного моста с пространственной моделью
грузового автомобиля КамАЗ-55111, движущегося со
скоростью 13,8 км/ч 105

5.4. Выводы по главе 127

Глава 6. Расчет динамического взаимодействия автомобильных
подвижных нагрузок с мостовыми сооружениями различных
конструктивных форм
129

6.1. Расчет динамического взаимодействия грузового автомобиля
КамАЗ-55111 с арочным пролетным строением автодорожного моста через
р. Кешну на автомобильной дороге Адлер - Красная Поляна 129

  1. Расчет динамического взаимодействия грузового автомобиля БелАЗ-540 с вантовым пролетным строением автодорожного моста через р. Обь в районе г, Сургута на Федеральной автомобильной дороге Тюмень - Ханты-Мансийск 147

  2. Выводы по главе 162

Заключение. Основные результаты и выводы \65

Библиографический указатель 168

Введение к работе:

Актуальность темы. При оценке безопасности пропуска подвижных нагрузок (в том числе сверхнормативных) при эксплуатации мостов, а также при проектировании мостов с повышенной деформативностью (вантовых, висячих и т.п.) возникает необходимость достоверно оценить влияние динамических процессов на напряженно-деформированное состояние мостовых конструкций.

До настоящего времени учет динамического воздействия транспортных средств на мосты в нормативных документах проводится на основании обобщения экспериментальных данных. Для решения перечисленных выше задач изучение динамического воздействия уже созданной подвижной нагрузки на существующие мостовые сооружения становится недостаточным. Возникает настоятельная необходимость в создании на базе современных компьютерных технологий универсального метода динамического анализа мостовых конструкций, позволяющего корректно учесть важнейшие особенности взаимодействия существующей и перспективной подвижной нагрузки с различными типами мостовых сооружений.

Цель работы. Целью настоящей работы является разработка методики расчета динамического взаимодействия подвижных нагрузок с мостами с применением программных комплексов конечно-элементного анализа (на примере программного комплекса MSC.Nastran for Windows).

Для достижения поставленной цели в работе сформулированы и решены основные задачи:

1. Рассмотрение модели динамического взаимодействия подвижных нагрузок с мостами и формулировка системы уравнений движения единой динамической совокупности «мост - подвижная нагрузка»;

  1. Разработка итерационного метода решения уравнений движения единой динамической совокупности «мост - подвижная нагрузка», позволяющего использовать при проведении расчета динамическою взаимодействия универсальные программные комплексы конечно-элементного анализа;

  2. Разработка методики расчета динамического взаимодействия автомобильных подвижных нагрузок с мостами с применением программных комплексов конечно-элементного анализа на основе итерационного метода решения системы уравнений движения единой динамической1 совокупности «мостовое сооружение - подвижная нагрузка»;

  3. Разработка программного комплекса «DynSys» (на базе универсального программного комплекса конечно-элементного анализа MSC/Nastran for Windows), позволяющего выполнять расчет динамического взаимодействия плоских и пространственных конечно-элементных моделей автомобильных транспортных средств с плоскими и пространственными конечно-элементными моделями мостов различных конструктивных форм в линейной и нелинейной постановках;

  4. Решение тестовой задачи динамического взаимодействия сталежелезобетонного пролетного строения моста с грузовым автомобилем БелАЗ-540 при различных скоростях движения;

  5. Численный расчет динамического взаимодействия автомобиля КамАЗ-55111 с неразрезным сталежелезобетонным пролетным строением автодорожного моста через пути Московской железной дороги у станции Болшево в г. Королеве;

  6. Проведение экспериментальных исследований динамического взаимодействия автомобиля КамАЗ-55П I с неразрезным сталежелезобетонным пролетным строением автодорожного моста через пути Московской железной дороги у станции Болшево в г. Королеве;

8. Выполнение расчетов динамического взаимодействия автомобильных подвижных нагрузок с мостовыми сооружениями различных конструктивных форм.

Методы исследования. Исследования проводились на базе положений динамики сооружений, динамики машин и механизмов, метода конечных элементов. Экспериментальные исследования проводились на существующем мостовом сооружении методом тензометрии с использованием «Системы тензометрического контроля мостов и инженерных сооружений» (СТКМ-ИС), применяемой в Филиале ОАО ЦНИИС НИЦ «Мосты».

Научная новизна работы состоит в следующем:

  1. Разработан итерационный метод решения уравнений движения единой динамической системы «мостовое сооружение - подвижная нагрузка», позволяющий использовать при проведении расчета динамического взаимодействия современные универсальные программные комплексы конечно-элементного анализа конструкций;

  2. Разработана методика расчета динамического взаимодействия автомобильных подвижных нагрузок с мостами с применением программных комплексов конечно-элементного анализа на основе итерационного метода решения уравнений движения единой динамической совокупности «мостовое сооружение - подвижная нагрузка».

Практическая значимость. На основании выполненного автором исследования разработана методика, позволяющая в рамках метода конечных элементов моделировать динамическое взаимодействие автомобильных транспортных средств и мостовых сооружений различных конструктивных форм. Разработан программный комплекс «DynSys», позволяющий выполнять расчет динамического взаимодействия плоских и пространственных конечно-

элементных моделей автомобильных транспортных средств с плоскими и пространственными конечно-элементными моделями мостов различных конструктивных форм в линейной и нелинейной постановках. Применение предлагаемой методики позволяет достоверно оценить вклад динамических процессов в напряженно-деформированное состояние конструктивных элементов автодорожных мостов при их взаимодействии с подвижной нагрузкой. Это, в свою очередь, позволяет решать многие проблемы обеспечения технической безопасности проектируемых и эксплуатирующихся автодорожных мостов за счет получения для любых несущих элементов более достоверных оценок динамических коэффициентов от временных нагрузок.

Вопросы, выносимые на защиту:

  1. Итерационный метод решения системы уравнений движения единой динамической совокупности «мост - подвижная нагрузка»;

  2. Методика расчета динамического взаимодействия автомобильных подвижных нагрузок с мостами с применением программных комплексов конечно-элементного анализа;

  3. Результаты расчетов динамического взаимодействия грузовых автомобилей с пролетными строениями мостов и сравнение их с экспериментальными данными, данными нормативных документов и результатами, полученными другими авторами.

Достоверность основных научных положений и результатов обеспечивается корректностью математической постановки в пределах принятых допущений, а также удовлетворительным совпадением полученных результатов с известными решениями других авторов и с экспериментальными данными.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы ОАО «Союздорпроект» для анализа возможности пропуска сверхтяжелых нагрузок в период эксплуатации по строящемуся мосту через р. Ангару в г. Иркутске.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на конференции Московского Государственного Университета Путей Сообщения (МИИТ) "Неделя науки-2005", на научно-технической конференции ОАО ЦНИИЄ (2005 г.), на VII научно-практической конференции «Безопасность движения поездов» (2006 г).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы представлены в 6 публикациях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и библиографического указателя. Полный объем диссертации составляет 176 стр., включая 85 рисунков и 24 таблицы. Основной текст (без оглавления, библиографического указателя, рисунков и таблиц) излагается на 116 страницах. Библиографический указатель включает 84 источника.

Диссертация выполнена в Филиале ОАО ЦНИИС НИЦ «Мосты».

Подобные работы
Кубышкин Андрей Александрович
Методика расчета сборных железобетонных обделок с центрированными стыками и перевязкой швов
Мартынов Евгений Анатольевич
Совершенствование методики расчета конструктивно-анизотропных многослойных жестких дорожных одежд на силовые и температурные воздействия
Лугов Сергей Владимирович
Основные положения методики расчета глубины колеи на дорожных одеждах с асфальтобетонным покрытием
Челобитченко Светлана Андреевна
Методика расчета и конструктивно-технологические решения армированного объемными георешетками земляного полотна на вечномерзлых грунтах
Кобзев Павел Николаевич
Совершенствование конструкции и методики расчета многоребристого пролетного строения моста из клееной древесины с учетом совместной работы перекрестной деревоплиты и балок
Тряпицын Юрий Владимирович
Методики расчета и снижение металлоемкости ортотропной плиты пролетных строений металлических мостов
Ниязбеков Саидмурад Саидрасулович
Методика расчета и проектирования противооползневых сооружений для защиты дорожного земляного полотна
Ходоров Игорь Викторович
Совершенствование технологии виброуплотнения основания буронабивных свай мостовых фундаментов и методики их расчета
Харламов Дмитрий Николаевич
Методика испытаний, расчета и конструкция стальных катковых опорных частей автодорожных мостов
Сергеев Алексей Анатольевич
Методика экспериментальной оценки динамических воздействий подвижной нагрузки на пролетные строения автодорожных мостов

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net