時(shí)間：2023-03-23 15:22:41
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一、生態(tài)旅游概念的衍變與真正內(nèi)涵
生態(tài)旅游是針對(duì)旅游業(yè)對(duì)環(huán)境的影響而生產(chǎn)和倡導(dǎo)的一種全新的旅游業(yè)。1988年，生態(tài)旅游的定義是：生態(tài)旅游作為常規(guī)旅游的一種特殊形式，游客在觀賞和游覽古今文化遺產(chǎn)的同時(shí)，置身于相對(duì)古樸、原始的自然區(qū)域，盡情考察和享樂(lè)旖旎風(fēng)光和野生動(dòng)植物。這時(shí)期生態(tài)旅游的概念是指一種旅游業(yè)中的“復(fù)歸自然”、“返樸歸真”的觀念。1993年，國(guó)際生態(tài)旅游協(xié)會(huì)把生態(tài)旅游定義為：具有保護(hù)自然環(huán)境和維護(hù)人民生活雙重責(zé)任的旅游活動(dòng)。生態(tài)旅游的內(nèi)涵更強(qiáng)調(diào)的是對(duì)自然景觀的保護(hù)，是可持續(xù)發(fā)展的旅游。生態(tài)旅游不應(yīng)以犧牲環(huán)境為代價(jià)，而應(yīng)與自然和諧，并且必須使當(dāng)代人享受旅游的自然景觀與人文景觀的機(jī)會(huì)與后代人相平等，即不能以當(dāng)代人享受和犧牲旅游資源為代價(jià)，剝奪后代人本應(yīng)合理地享有同等旅游資源的機(jī)會(huì)。真正的生態(tài)旅游是一種學(xué)習(xí)自然、保護(hù)自然的高層次的旅游活動(dòng)和教育活動(dòng)，單純的盈利活動(dòng)是與生態(tài)旅游背道而弛的。同時(shí)，生態(tài)旅游也是一項(xiàng)科技含量很高的綠色產(chǎn)業(yè)，需要生態(tài)學(xué)家、經(jīng)濟(jì)學(xué)家和社會(huì)學(xué)家的多學(xué)科論證，方能投產(chǎn)。
二、生態(tài)旅游資源的分類(lèi)
按照生態(tài)旅游資源的屬性，可以把生態(tài)旅游資源分為自然生態(tài)旅游資源、人文生態(tài)旅游資源和保護(hù)生態(tài)旅游資源三大類(lèi)。(如表1)
三、我國(guó)生態(tài)旅游資源開(kāi)發(fā)的現(xiàn)狀
母庸置疑，我國(guó)擁有豐富的生態(tài)旅游資源。截至2005年底，我國(guó)已建立起各類(lèi)自然保護(hù)區(qū)2194個(gè)(列為國(guó)家級(jí)的243個(gè))，被正式批準(zhǔn)加入世界生物圈保護(hù)區(qū)的有26個(gè)。各類(lèi)森林公園1900多處，其中國(guó)家森林公園627處。這些保護(hù)區(qū)和森林公園集中了我國(guó)自然生態(tài)系統(tǒng)和自然景觀中最精華的區(qū)域，是生態(tài)旅游的理想處所。一些自然保護(hù)區(qū)已經(jīng)成為帶動(dòng)當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)發(fā)展的“龍頭”。但人們那種“旅游業(yè)是無(wú)煙工業(yè)”的觀念還較流行，生態(tài)旅游的發(fā)展大多還停留在初級(jí)階段，強(qiáng)調(diào)到大自然中旅游，強(qiáng)調(diào)對(duì)旅游資源的開(kāi)發(fā)而忽視了旅游本身對(duì)環(huán)境的影響和資源的破壞。實(shí)際上，我國(guó)旅游業(yè)的發(fā)展已經(jīng)給環(huán)境帶來(lái)較嚴(yán)重的污染，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1.旅游資源的粗放開(kāi)發(fā)和盲目利用。許多地區(qū)的政府有關(guān)部門(mén)在開(kāi)發(fā)旅游資源時(shí)，缺乏深入的調(diào)查研究和全面的科學(xué)論證、評(píng)估與規(guī)劃，便匆忙開(kāi)發(fā)。特別是新旅游區(qū)的開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)者急功近利，在缺少必要論證與總體規(guī)劃的條件下，便盲目地進(jìn)行探索式、粗放式的開(kāi)發(fā)，造成許多不可再生的貴重旅游資源的損害與浪費(fèi)。
2.風(fēng)景區(qū)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)失調(diào)。近10多年來(lái)，景區(qū)的人工化、商業(yè)化、城市化使我國(guó)風(fēng)景名勝區(qū)，包括已列入“世界遺產(chǎn)名錄”的一些自然風(fēng)景區(qū)，已越來(lái)越受到建設(shè)性的破壞，由于在景區(qū)內(nèi)開(kāi)山炸石，更有一些建筑毀景障景，導(dǎo)致自然和人文景觀極不協(xié)調(diào)，破壞了景觀的整體性、統(tǒng)一性。以索道為例，世界各國(guó)在作為國(guó)家公園的名山上修建索道都是嚴(yán)格控制的，其中美國(guó)、日本是明令禁止的。日本富士山海拔3776米，公路只修到2000多米，游人再多，也是自己一步步登上去的。
3.風(fēng)景名勝區(qū)環(huán)境污染嚴(yán)重。據(jù)旅游風(fēng)景區(qū)提供的監(jiān)測(cè)資料顯示，這里的水土、大氣都有程度不同的污染。噪音、煙塵都超過(guò)了規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，大氣中含有的有害物質(zhì)及酸雨等情況比較普遍。
上述可見(jiàn)，在發(fā)展旅游與保護(hù)環(huán)境之間存在著相互矛盾的關(guān)系。那種把生態(tài)消費(fèi)擺在首位，不惜以生態(tài)資源的消耗為代價(jià)來(lái)獲取利潤(rùn)的作法，必須引起高度重視，走出生態(tài)旅游的認(rèn)識(shí)誤區(qū)已經(jīng)成為我國(guó)旅游業(yè)開(kāi)展生態(tài)旅游首先應(yīng)解決的問(wèn)題。
四、生態(tài)旅游資源的開(kāi)發(fā)原則
旅游資源開(kāi)發(fā)作為一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，只有按照旅游經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的規(guī)律進(jìn)行，才有可能獲得成功。為此，生態(tài)旅游的開(kāi)發(fā)遵循一定的科學(xué)原則就顯得尤為重要。
1.永續(xù)利用原則?！坝览m(xù)利用”是時(shí)代的產(chǎn)物，它是一種使人類(lèi)在開(kāi)發(fā)旅游資源時(shí)不但顧及到當(dāng)代人的經(jīng)濟(jì)需要，而且還顧及到不對(duì)后代人進(jìn)一步需要構(gòu)成威脅和危害的發(fā)展策略。盡管它不意味著為后代和將來(lái)提供一切，造就一切，但它卻通過(guò)對(duì)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、生態(tài)效益三者的協(xié)調(diào)，使當(dāng)代人用最小的代價(jià)獲取最大的旅游資源利用，造福子孫后代。
2.保護(hù)性開(kāi)發(fā)原則。針對(duì)生態(tài)旅游資源的開(kāi)發(fā)而言，開(kāi)發(fā)和保護(hù)的關(guān)系應(yīng)體現(xiàn)的總的原則是：開(kāi)發(fā)應(yīng)服從保護(hù)，在保護(hù)的前提下進(jìn)行開(kāi)發(fā)。資源得到妥善保護(hù)，開(kāi)發(fā)才能得到收益；開(kāi)發(fā)取得收益，反過(guò)來(lái)可促進(jìn)保護(hù)工作。但是，一旦開(kāi)發(fā)與保護(hù)出現(xiàn)矛盾，保護(hù)對(duì)開(kāi)發(fā)擁有絕對(duì)否決權(quán)。
3.特色性原則。旅游資源貴在稀有，其質(zhì)量在很大程度上取決于它與眾不同的獨(dú)特程度，即特色。有特色，才有吸引力；有特色，才有競(jìng)爭(zhēng)力。特色是旅游資源的靈魂。
4.協(xié)調(diào)性原則。生態(tài)旅游資源開(kāi)發(fā)必須與整個(gè)生態(tài)區(qū)的環(huán)境相協(xié)調(diào)，既有利于突出各旅游資源的特色，又可以構(gòu)成集聚旅游資源的整體美，使游客觀后感到舒適、自然。
5.經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益相統(tǒng)一的原則。市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)就是追求效益最大化，生態(tài)旅游作為旅游的一種形式，也追求效益最大化，但這個(gè)效益不僅是指經(jīng)濟(jì)效益，還包括社會(huì)效益和生態(tài)效益，三者必須高度地協(xié)調(diào)統(tǒng)一。而當(dāng)三者出現(xiàn)矛盾時(shí)，以生態(tài)效益和社會(huì)效益高于一切為指導(dǎo)原則，即經(jīng)濟(jì)效益必須從屬于上述兩種效益。
五、生態(tài)旅游資源的開(kāi)發(fā)措施
生態(tài)旅游資源要開(kāi)發(fā)、要持續(xù)發(fā)展，應(yīng)是一種不以犧牲環(huán)境為代價(jià)，與自然環(huán)境相和諧的旅游，必須把握適度的開(kāi)發(fā)速度，控制接待人數(shù)，增強(qiáng)環(huán)境意識(shí)，否則，游客太多會(huì)對(duì)目的地的環(huán)境造成過(guò)大的壓力。破壞了生態(tài)旅游賴以生存的環(huán)境，生態(tài)旅游也就不可能持續(xù)發(fā)展。其主要開(kāi)發(fā)措施如下：
1.加強(qiáng)森林公園建設(shè)，保護(hù)森林資源。森林公園是在社會(huì)文明的發(fā)展中形成的一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，是以人類(lèi)、生物和環(huán)境的協(xié)同發(fā)展為原則，以自然資源的持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境的改善為宗旨，它們所追求的目標(biāo)是：既滿足當(dāng)代人的生活需求，且自身得到發(fā)展，又要保護(hù)生態(tài)環(huán)境，不對(duì)后人的發(fā)展構(gòu)成危害。這就為在此基礎(chǔ)上開(kāi)展各項(xiàng)生態(tài)旅游活動(dòng)提供了一個(gè)理想的區(qū)域環(huán)境。1982年，我國(guó)建立了第一個(gè)森林公園——張家界國(guó)家森林公園，她以神奇的地貌和優(yōu)美的環(huán)境向世人一展森林公園的風(fēng)姿，為中國(guó)的生態(tài)旅游開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)成功的范例。截至2005年底，全國(guó)已建立不同類(lèi)型、不同層次的森林公園1900多處，年吸引游客達(dá)2億多人次。隨著森林公園旅游人數(shù)的增加，旅游活動(dòng)與生態(tài)環(huán)境的保護(hù)必然產(chǎn)生矛盾，引起諸如土壤、植被、水質(zhì)和野生動(dòng)植物的環(huán)境問(wèn)題。另外我國(guó)森林公園大都是在國(guó)有林場(chǎng)的基礎(chǔ)上建立和發(fā)展起來(lái)的，因經(jīng)營(yíng)方式的轉(zhuǎn)變，這就帶來(lái)了一個(gè)更新觀念和提高對(duì)森林價(jià)值和生態(tài)環(huán)境的再認(rèn)識(shí)問(wèn)題。因此，有效地保護(hù)生態(tài)環(huán)境、加強(qiáng)森林公園建設(shè)是保證生態(tài)旅游資源得以正確開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)重要措施。
2.統(tǒng)一規(guī)化、有序開(kāi)發(fā)。做好旅游開(kāi)發(fā)規(guī)劃，貫徹資源和環(huán)境保護(hù)的思想，這不僅是使開(kāi)發(fā)取得成功的保障，也是預(yù)防資源和環(huán)境遭到破壞的重要措施。因此，在編制旅游區(qū)總體規(guī)劃時(shí)，必須對(duì)旅游區(qū)的地質(zhì)資源、生物資源和涉及到環(huán)境質(zhì)量的各類(lèi)資源進(jìn)行認(rèn)真的調(diào)查，采取積極措施，消除或減少污染源，加強(qiáng)對(duì)環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測(cè)。從生態(tài)角度嚴(yán)格控制服務(wù)設(shè)施的規(guī)模、數(shù)量、色彩、用料、造型和風(fēng)格，提倡以自然景觀為主，就地取材，依景就勢(shì)，體現(xiàn)自然之美，對(duì)那些高投入、高污染、高消費(fèi)等刺激經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的項(xiàng)目堅(jiān)決制止。經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)可以在風(fēng)景區(qū)以外的廣大土地上進(jìn)行。在現(xiàn)有的生態(tài)技術(shù)、資金條件以及人們的環(huán)保意識(shí)還達(dá)不到維護(hù)生態(tài)平衡要求的情況下，必須將寶貴的生態(tài)資源留給子孫后代，而不是開(kāi)發(fā)殆盡。另外，在旅游區(qū)的環(huán)境容量未確定之前，必須控制旅游業(yè)的發(fā)展速度。對(duì)一些重點(diǎn)保護(hù)的景區(qū)，必須防止太多的游人進(jìn)入，即使是一般旅游區(qū)，也應(yīng)嚴(yán)格控制超容量吸引游人。因?yàn)?，環(huán)境容量是有限的，破壞容易修復(fù)難，一旦旅游超過(guò)了環(huán)境容量，造成了巨大的環(huán)境破壞，再來(lái)治理就十分困難，甚至是不可能的。
3.增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)，強(qiáng)化法制觀念。鑒于旅游作為一種產(chǎn)業(yè)對(duì)環(huán)境的特殊影響和累計(jì)性的破壞，生態(tài)旅游一定要加強(qiáng)環(huán)境立法和管理。如：對(duì)生態(tài)保護(hù)區(qū)的開(kāi)發(fā)，要根據(jù)環(huán)境法律，規(guī)定哪些部分嚴(yán)禁開(kāi)發(fā)，哪些部分可以開(kāi)發(fā)，哪些地區(qū)禁止帶火種，禁止狩獵和毀壞林木等。
六、生態(tài)旅游資源開(kāi)發(fā)應(yīng)注意的問(wèn)題
1.保護(hù)生態(tài)資源，改善生態(tài)環(huán)境。在開(kāi)發(fā)中我們必須清醒地認(rèn)識(shí)到，環(huán)保工作必須長(zhǎng)抓不懈，不能掉以輕心。如果生態(tài)環(huán)境遭到破壞，不僅生態(tài)環(huán)境質(zhì)量會(huì)嚴(yán)重下降，使生態(tài)旅游無(wú)法開(kāi)展，而且將會(huì)嚴(yán)重制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。所以，當(dāng)務(wù)之急是保護(hù)好現(xiàn)有的生態(tài)資源，堅(jiān)決制止對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。同時(shí)，加大植樹(shù)、種花、種草力度，盡快提高森林和綠地的覆蓋率，力爭(zhēng)城市的整體綠化水平有較大的提高。
2.編制生態(tài)旅游資源開(kāi)發(fā)規(guī)劃。生態(tài)旅游資源的開(kāi)發(fā)必須規(guī)劃。應(yīng)對(duì)應(yīng)有的生態(tài)旅游資源進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查研究，建立從可行性論證——開(kāi)發(fā)規(guī)劃——監(jiān)督管理的科學(xué)可行的開(kāi)發(fā)程序，堅(jiān)決反對(duì)“一哄而上”的無(wú)規(guī)劃的開(kāi)發(fā)。應(yīng)建立各市政府直接領(lǐng)導(dǎo)下的生態(tài)旅游資源開(kāi)發(fā)協(xié)調(diào)小組，編制具有指導(dǎo)意義的高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)、高水平的各市生態(tài)旅游發(fā)展規(guī)劃，以指導(dǎo)和協(xié)調(diào)生態(tài)旅游資源開(kāi)發(fā)工作，制止生態(tài)旅游資源開(kāi)發(fā)中的不良行為。
3.制定法規(guī)，加強(qiáng)科學(xué)管理。生態(tài)旅游會(huì)不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響，是弊大還是利大，這并不取決于是否開(kāi)發(fā)旅游，而是取決于在這一過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了科學(xué)管理，而科學(xué)管理的基礎(chǔ)在于完善的法制。因此開(kāi)發(fā)生態(tài)旅游必須有切實(shí)可行的法規(guī)作保障，并加強(qiáng)對(duì)生態(tài)旅游區(qū)的科學(xué)管理，做到“以法興游”、“以法治游”，杜絕一切破壞環(huán)境資源的現(xiàn)象。
4.突出生態(tài)旅游產(chǎn)品的地域特色和文化內(nèi)涵。我們應(yīng)多吸收國(guó)內(nèi)外發(fā)展生態(tài)旅游的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合各個(gè)地方的實(shí)際情況，立足本地資源和歷史文化優(yōu)勢(shì)，大力開(kāi)發(fā)獨(dú)具特色的生態(tài)旅游產(chǎn)品。一是要突出特色，二是豐富生態(tài)旅游產(chǎn)品的文化內(nèi)涵。以此建立新型的生態(tài)旅游市場(chǎng)體系，推動(dòng)我國(guó)生態(tài)旅游的發(fā)展。
5.提高參與性，改變單一的觀光結(jié)構(gòu)。在21世紀(jì)中，休閑度假將取代觀光旅游成為旅游的主體。而讓游客能親自參與和親身體驗(yàn)是休閑度假產(chǎn)品風(fēng)靡世界的最直接原因。在考慮旅游與生態(tài)的關(guān)系時(shí)，僅僅關(guān)注如何將生態(tài)資源利用于旅游事業(yè)是不夠的，還應(yīng)該掌握生態(tài)旅游者的消費(fèi)心理和興趣傾向，在提供優(yōu)美的生態(tài)環(huán)境的同時(shí)，建立起使生態(tài)旅游者能夠參與的新型觀光結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)其逗留時(shí)間。
6.完善逗留設(shè)施，提高服務(wù)水平。生態(tài)旅游作為一種旅游產(chǎn)品，旅游接待設(shè)施和服務(wù)都是不可忽視的開(kāi)發(fā)內(nèi)容。必須創(chuàng)造出可供游客逗留的環(huán)境，這既包括硬件設(shè)施，也包括軟件方面的服務(wù)和管理，兩者缺一不可。必須全方位地開(kāi)發(fā)食、住、行、游、購(gòu)、娛六大要素互相配合的項(xiàng)目，進(jìn)行綜合性的開(kāi)發(fā)。
7.加強(qiáng)生態(tài)旅游研究和人才的培養(yǎng)。生態(tài)旅游是一種新興的特殊旅游方式，需要高素質(zhì)的專業(yè)管理人才和服務(wù)人才。應(yīng)利用旅游院校、培訓(xùn)班、專題講座、學(xué)術(shù)會(huì)議等各種形式及請(qǐng)進(jìn)人才、派出學(xué)習(xí)等辦法培養(yǎng)一大批生態(tài)旅游方面的專業(yè)人才，加強(qiáng)對(duì)生態(tài)旅游理論和規(guī)劃方面的研究，為實(shí)現(xiàn)旅游可持續(xù)發(fā)展提供人才保障。
參考文獻(xiàn)：
[1]程道品，陽(yáng)柏蘇.生態(tài)旅游——資源分類(lèi)及其評(píng)價(jià)[J].懷化學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，23(2).
[2]吳章文，孟明浩.生態(tài)旅游資源開(kāi)發(fā)與利用研究的探索[J].桂林旅游高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2002，13(1).
中圖分類(lèi)號(hào)：U211.5
1. 引言
鐵路作為重要交通工具，其安全性十分重要。輪軌磨耗和接觸疲勞問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，直接影響鐵路發(fā)展，這些問(wèn)題的解決都必須以輪軌接觸的研究為基礎(chǔ)。輪軌接觸屬于狀態(tài)非線性問(wèn)題，輪軌接觸時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變?cè)茍D可幫我們分析軌道及車(chē)輪進(jìn)行安全性和可靠性。通過(guò)大型有限元軟件可得到應(yīng)力應(yīng)變?cè)茍D，故本文基于ANSYS軟件，對(duì)輪軌接觸進(jìn)行了有限元模擬，得到其等效應(yīng)力及等效塑性應(yīng)變?cè)茍D，并分析了不同摩擦系數(shù)對(duì)接觸當(dāng)中的最大等效應(yīng)力及最大等效塑性應(yīng)變的影響。
2. 問(wèn)題描述
輪軌接觸的三維實(shí)體模型如圖1（a）所示，可將其簡(jiǎn)化為平面應(yīng)變問(wèn)題，其截面如圖1（b）所示。
輪軌的材料性質(zhì)如下：
鐵軌：E=2.13e5MPa v=0.3 σy=483MPa TG=22.7MPa
輪：E=2.01e5MPa v=0.3 σy=550MPa σb=900 Max Strain=8%
加載及約束方式為：頂面加載壓力載荷50MPa，底面約束所有自由度；在無(wú)橫向擠壓情況下，車(chē)輪左面約束X方向，擠壓力取2.5MPa。取摩擦系數(shù)=0.2。
3 結(jié)果分析
運(yùn)算結(jié)束后對(duì)應(yīng)力圖和塑性應(yīng)變圖分析發(fā)現(xiàn)接觸面中點(diǎn)產(chǎn)生了較大的應(yīng)力，但最大等效應(yīng)力出現(xiàn)在軌道腹板的右上側(cè)，大小為486.422MPa，最大等效塑性應(yīng)變同樣產(chǎn)生于此，大小為0.369×10-3。
4 拓展分析
4.1 探究倒圓角對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響
對(duì)腹板與翼緣夾角處倒圓角，并保持載荷及約束不變，得到輪軌的等效應(yīng)力和等效
塑性應(yīng)變圖。由圖可知，等效應(yīng)力和塑性應(yīng)變最大值出現(xiàn)的位置并無(wú)太大的改變，最大等效應(yīng)稍微增加，但等效塑性應(yīng)變明顯下降，結(jié)果比較如表1所示
4.2 探究存在橫向擠壓作用時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變分布云圖
對(duì)軌道腹板與翼緣夾角處倒圓角，并對(duì)車(chē)輪右面施加大小為2.5MPa的橫向壓力，然后再求解。在附加大小為2.5MPa的橫向擠壓力情況下，輪軌的最大等效應(yīng)力達(dá)到502.137MPa，最大等效塑性應(yīng)變達(dá)到0.004136，與沒(méi)有橫向擠壓相比較，最大等效應(yīng)力稍微增加，最大等效塑性應(yīng)變明顯增加，如表2所示
4.3 探究不同摩擦系數(shù)對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響
在倒圓角及存在橫行擠壓力的基礎(chǔ)上，探究摩擦系數(shù)對(duì)應(yīng)力應(yīng)變?cè)茍D分布的影響以及對(duì)其最大值的影響，依次取=0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3，分別得到各自的等效應(yīng)力和等效塑性應(yīng)變?cè)茍D。對(duì)于不同摩擦系數(shù)，得到不同的應(yīng)力應(yīng)變最大值，見(jiàn)表3
分別將最大von-Mises等效應(yīng)力和最大等效塑性應(yīng)變隨摩擦系數(shù)的變化關(guān)系用曲線表示。
由曲線可知，輪軌接觸問(wèn)題中，在0.05～0.3的范圍內(nèi)，隨著摩擦系數(shù)的變大，最大von-Mises等效應(yīng)力和最大等效塑性應(yīng)變皆減小。
5. 結(jié)語(yǔ)
1.引言
隨著城市化進(jìn)程和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的不斷推進(jìn)，在城市建設(shè)和企業(yè)技術(shù)改造中，經(jīng)常要開(kāi)展煙囪、水塔等廢棄高聳建筑物的控制性拆除爆破工作。拆除爆破既要達(dá)到預(yù)定拆除目的，又必須有效控制爆破振動(dòng)影響、飛石拋擲距離和破壞范圍等，以保障周?chē)h(huán)境安全[1]。目前，國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用爆破方法拆除高聳建筑物，定向爆破拆除煙囪的高度已達(dá)210米[2]。
本文基于彈塑性力學(xué)和有限元基本理論，針對(duì)一150m高聳鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)煙囪定向爆破拆除工程，對(duì)該煙囪爆破拆除的力學(xué)條件、煙囪爆破傾覆時(shí)間、煙囪爆破傾覆時(shí)的支座內(nèi)力以及煙囪爆破傾覆時(shí)的本構(gòu)關(guān)系進(jìn)行研究，并采用有限元分析軟件ANSYS/LS-DYNA，通過(guò)分離式共節(jié)點(diǎn)建模，建立高聳鋼筋混凝土煙囪有限元模型，對(duì)煙囪爆破拆除過(guò)程進(jìn)行了有限元模擬。
2.爆破拆除方案
煙囪爆破拆除的原理是在煙囪傾倒一側(cè)的煙囪支承筒壁底部炸開(kāi)一個(gè)爆破缺口，破壞煙囪結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)和重心外移，使煙囪在自重作用下形成傾覆力矩，進(jìn)而使煙囪按預(yù)定方向傾倒。若煙囪爆破缺口長(zhǎng)度過(guò)短，上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩可能小于下部支撐結(jié)構(gòu)可以承受的彎矩，爆破時(shí)結(jié)構(gòu)不易發(fā)生破壞；若煙囪爆破缺口尺寸過(guò)長(zhǎng)，下部支撐結(jié)構(gòu)不能承受上部結(jié)構(gòu)的自重，上部結(jié)構(gòu)將直接壓塌下部結(jié)構(gòu)，影響煙囪倒塌方向，產(chǎn)生嚴(yán)重后果。因此煙囪爆破缺口尺寸對(duì)煙囪控制爆破拆除至關(guān)重要。
某電廠一個(gè)150m高度的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)煙囪，煙囪底部壁厚400mm，外徑為5.83m、內(nèi)徑為5.43m；110m高度處煙囪璧厚為180mm，外徑為3.68m、內(nèi)徑為3.5m；煙囪頂部壁厚200mm，外徑為2.905m、內(nèi)徑為2.705m；煙囪體積為1299.87m3，質(zhì)量為3.37966×106Kg，煙囪自重為33121KN。圖1為該電廠150m高度的鋼筋混凝土煙囪。
在爆破缺口中部長(zhǎng)度7.5m范圍內(nèi)，采用137發(fā)瞬發(fā)導(dǎo)爆管雷管，總裝藥量8.22kg；第二段起爆雷管布置在爆破缺口余下的炮孔，采用140發(fā)導(dǎo)爆管毫秒延期雷管，總裝藥量8.4kg。此外，為保證煙囪順利倒塌，在煙囪爆破缺口兩端各開(kāi)設(shè)了1個(gè)高1.46m、長(zhǎng)4m的三角形作為定向窗。
3.煙囪爆破傾覆時(shí)間歷程
煙囪爆破傾覆時(shí)間是煙囪爆破過(guò)程控制的一個(gè)重要因素，煙囪爆破傾覆時(shí)間可由煙囪傾覆過(guò)程的角加速度ε與煙囪傾覆過(guò)程的角速度求得，即：
在公式（1）中，dt為煙囪爆破傾覆時(shí)間。針對(duì)論文中150m高度的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)煙囪，其爆破傾覆時(shí)間為：
4.煙囪爆破拆除過(guò)程有限元模擬
4.1有限元模型
鑒于鋼筋混凝土煙囪由鋼筋和混凝土兩種不同性能的材料組成，采用分離式共節(jié)點(diǎn)有限元建模，可事先分別計(jì)算混凝土和鋼筋的單元?jiǎng)偠染仃?，然后統(tǒng)一集成到結(jié)構(gòu)整體剛度矩陣中，可按實(shí)際配筋劃分單元，并可在鋼筋混凝土之間嵌入粘結(jié)單元。因此，論文針對(duì)該150m高度鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)煙囪，基于ANSYS/LS-DYNA有限元分析軟件[11]，采用分離式有限元建模方法建立鋼筋混凝土煙囪有限元模型。論文建立的煙囪有限元整體模型如圖3所示。
建模過(guò)程時(shí)，為模擬煙囪傾覆過(guò)程，通過(guò)在特定時(shí)間定義爆破缺口處材料失效的方法來(lái)模擬爆破缺口的形成。筒體之間以及筒體與地面之間采用自動(dòng)單面接觸，鋼筋與地面之間采用點(diǎn)面接觸模擬煙囪傾覆觸地。其中在ANSYS/LS-DYNA有限元分析軟件環(huán)境下可通過(guò)在K文件中加入使材料失效的命令流來(lái)模擬爆破形成缺口，并可修改K文件使煙囪筒體和缺口處的材料具有失效準(zhǔn)則功能。
4.2數(shù)值模擬結(jié)果
圖4為煙囪爆破傾覆歷程數(shù)值模擬結(jié)果，圖5為實(shí)際煙囪爆破傾覆歷程圖，圖6和圖7為有限元計(jì)算得到的煙囪頂部、質(zhì)心及缺口等不同部位在爆破傾覆過(guò)程中的位移、運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化曲線，圖8為有限元計(jì)算得到的煙囪爆破傾覆歷程不同時(shí)刻的煙囪等效應(yīng)力場(chǎng)分布圖。
由圖4和圖5可知，煙囪爆破傾覆歷程數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)際煙囪爆破傾覆過(guò)程吻合較好。由圖6和圖7可知，計(jì)算得到的煙囪頂部、質(zhì)心及缺口等不同部位在爆破傾覆過(guò)程中的位移、運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化情況較符合實(shí)際。圖7中煙囪頂部、質(zhì)心及缺口部位在爆破傾覆過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化出現(xiàn)振動(dòng)是因?yàn)楸苾A覆初期煙囪筒體出現(xiàn)晃動(dòng)，圖7中煙囪頂部、質(zhì)心及缺口部位運(yùn)動(dòng)速度在5.8秒出現(xiàn)突變是因?yàn)闊焽璞苾A覆過(guò)程中爆破缺口發(fā)生閉合，圖7中煙囪頂部、質(zhì)心及缺口部位運(yùn)動(dòng)速度在5.8秒出現(xiàn)躍變是因?yàn)闊焽璞苾A覆觸地造成的。
5.結(jié)論
（1）采用數(shù)值模擬方法對(duì)煙囪爆破拆除過(guò)程進(jìn)行模擬分析，可較全面地研究煙囪傾覆歷程、煙囪傾覆歷程的應(yīng)力、位移、煙囪傾覆時(shí)間和速度、煙囪爆破傾覆時(shí)的支座內(nèi)力等，可開(kāi)展煙囪模擬爆破拆除實(shí)驗(yàn)，以指導(dǎo)煙囪爆破拆除設(shè)計(jì)。
（2）采用有限元分析軟件ANSYS/LS-DYNA可模擬煙囪控制爆破拆除過(guò)程，采用分離式共節(jié)點(diǎn)有限元建模方法建模，實(shí)際煙囪傾覆歷程、傾覆方位、傾覆長(zhǎng)度與有限元數(shù)值模擬結(jié)果吻合較好。
（3）論文提出的煙囪爆破傾覆歷程的本構(gòu)關(guān)系符合實(shí)際；論文采用的材料塑性隨動(dòng)硬化模型以及可Cowper-Symonds材料應(yīng)變率模型可較好地反應(yīng)煙囪爆破傾覆過(guò)程的鋼筋及混凝土材料力學(xué)性能。
（4）數(shù)值模擬結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果存在一定差別的主要原因是理論計(jì)算所采用的模型沒(méi)有考慮煙囪爆破過(guò)程形成的塑性鉸對(duì)煙囪傾覆運(yùn)動(dòng)的影響作用。數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)際煙囪爆破傾覆過(guò)程存在一定差別的主要原因是數(shù)值模擬所用材料參數(shù)與實(shí)際煙囪爆破傾覆過(guò)程材料力學(xué)性能存在偏差。
參考文獻(xiàn)
[1] 張成化、羅惠敏、謝斌等.城市改造建設(shè)中拆除爆破安全管理的幾點(diǎn)做法[J].采礦技術(shù)，2001.11（5）：178-179.
[2] 王希之、謝興博、譚雪剛等.210m高煙囪爆破拆除技術(shù).工程爆破，2011.17（2）：53-55.
[3] 汪浩、鄭炳旭.拆除爆破綜合技術(shù)[J].工程爆破，2003.9（1）：27-31.
[4] 葉海旺、薛江波、房澤法.基于LS-DYNA的磚煙囪爆破拆除模擬研究[J].爆破，2008.25（2）：39-42.
[5] 言志信、葉振輝、劉培林、曹小紅.鋼筋混凝土高煙囪定向爆破拆除倒塌過(guò)程研究[J].振動(dòng)與沖擊，2011.30（9）：197-210.
[6] 王斌、趙伏軍、林大能、谷建新.筒形薄壁建筑物爆破切口形狀的的有限元分析[J].采礦技術(shù)，2005.9：95-97.123.
驅(qū)動(dòng)橋橋殼作為裝載機(jī)的主要傳力件和承載件，使用頻繁，故障率較高，其生產(chǎn)質(zhì)量和性能直接影響到車(chē)輛的整體性能和有效使用壽命。疲勞斷裂是機(jī)械部件的主要破壞和失效形式之一[1]。因此橋殼必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的動(dòng)態(tài)特性。合理地設(shè)計(jì)橋殼也是提高汽車(chē)平順性和舒適性的重要措施。由于還必須保證車(chē)輛在加速、緊急制動(dòng)和各種不同路面條件下的正常工作，所以橋殼是車(chē)輛上工作環(huán)境最?lèi)毫拥牟考１疚膽?yīng)用ANSYS Workbench有限元分析軟件對(duì)驅(qū)動(dòng)橋殼工作過(guò)程中的疲勞壽命進(jìn)行分析，計(jì)算橋殼的最大和最小疲勞破壞位置，以此來(lái)確定橋殼是否能滿足實(shí)際工作中的要求。
1.驅(qū)動(dòng)橋殼有限元模型的建立及計(jì)算
1.1驅(qū)動(dòng)橋殼的參數(shù)
有限元分析采用三維實(shí)體模型[2]，ZL50裝載機(jī)型的驅(qū)動(dòng)橋?yàn)檠芯繉?duì)象。驅(qū)動(dòng)橋殼材料為[3]橋殼體ZG270-500、輪邊支撐軸40Cr、連接板16Mn。其參數(shù)分別如下：彈性模量E=175GPa ，泊松比μ=0.3，密度ρ=7840kg/m3，屈服極限σs=270MPa，抗拉極限σb=500MPa；彈性模量E=207GPa ，泊松比μ=0.277，密度ρ=7870kg/m3，屈服極限σs=785MPa，抗拉極限σb=980MPa；彈性模量E=212GPa ，泊松比μ=0.31，密度ρ=7850kg/m3，屈服極限σs=345MPa，抗拉極限σb=660MPa。
1.2單元選擇及網(wǎng)格劃分
驅(qū)動(dòng)橋殼采用solid186單元，該單元是一個(gè)高階3維20節(jié)點(diǎn)固體結(jié)構(gòu)單元，SOLID186具有二次位移模式可以更好的模擬不規(guī)則的網(wǎng)單元通過(guò)20個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)定義，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有3個(gè)沿著xyz方向平移的自由度。Solid186可以具有任意的空間各向異性，單元支持塑性，超彈性，蠕變，應(yīng)力鋼化，大變形和大應(yīng)變能力。在建立完幾何模型后，通過(guò)網(wǎng)格劃分工具定義線的單元尺寸，進(jìn)行映射網(wǎng)格劃分。有限元分析后劃分完網(wǎng)格模型共有90968個(gè)單元和186026個(gè)節(jié)點(diǎn)。
1.3邊界條件及加載
驅(qū)動(dòng)橋殼受到的主要是彎曲變形，選擇左右兩側(cè)輪邊支撐軸上的軸承處作X、Y和Z方向的約束，在彈簧座四個(gè)表面處添加Z軸負(fù)方向的受力載荷。本文研究約束驅(qū)動(dòng)橋殼的輪邊支撐軸的軸承位置處，在板簧座處施加2.5倍額定載荷下的力。
2.計(jì)算結(jié)果
3.結(jié)果分析
通過(guò)驅(qū)動(dòng)橋殼疲勞壽命分布云圖可得：驅(qū)動(dòng)橋殼壽命的變化范圍為4.7882e7次～1e8次，最低疲勞壽命值為4.7882e7次，在輪邊支撐軸的臺(tái)階處，但均滿足符合橋殼疲勞壽命高于80萬(wàn)次的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)樾枰獫M足80萬(wàn)次的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[4]，在求解安全系數(shù)結(jié)果Safety Factor時(shí)，設(shè)置設(shè)計(jì)壽命Detail life為8e5，因此通過(guò)安全系數(shù)結(jié)果得出，驅(qū)動(dòng)橋殼最小安全系數(shù)為1.7051，大于1，滿足設(shè)計(jì)要求。
4.結(jié)論
用ANSYS Workbench有限元分析得到的驅(qū)動(dòng)橋殼在2.5倍額定載荷下的受力下的疲勞壽命分析的情況，提供驅(qū)動(dòng)橋殼的疲勞壽命云圖， 可以在設(shè)計(jì)階段提前判斷出驅(qū)動(dòng)橋殼的應(yīng)力集中的地方，并且通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)的修改，避免出現(xiàn)不合理的應(yīng)力分布。因此， 使用有限元分析方法，能夠減少實(shí)際中檢測(cè)驅(qū)動(dòng)橋殼的時(shí)間和成本，縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期， 而且提高驅(qū)動(dòng)橋殼的設(shè)計(jì)水平， 確保驅(qū)動(dòng)橋殼的使用壽命。
參考文獻(xiàn)：
[1]徐灝.疲勞強(qiáng)度[M].北京：高等教育出版社，1998：1-9.
幼兒教育是基礎(chǔ)教育的基礎(chǔ)，是孩子一生中受教育最重要的階段。近幾年，隨著縣域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展步伐加快，家長(zhǎng)對(duì)下一代的早期教育意識(shí)進(jìn)一步增強(qiáng)，越來(lái)越多的家長(zhǎng)選擇讓孩子盡早走進(jìn)幼兒園，接受系統(tǒng)、正規(guī)的幼兒教育。近些年隨著全國(guó)教育扶貧工作的深入開(kāi)展，農(nóng)村幼兒教育有所發(fā)展，但發(fā)展現(xiàn)狀仍不能滿足幼兒入園需要。
一、農(nóng)村幼兒園的現(xiàn)狀
目前，農(nóng)村幼兒園15%還是土瓦房，教室昏暗、潮濕，室外活動(dòng)空間狹小，周邊環(huán)境差，安全管理難度大，基本上沒(méi)有設(shè)置任何安全防護(hù)裝置，存在不少安全隱患。教學(xué)用具簡(jiǎn)單，80%教室只有幾張桌子、幾把椅子、一塊黑板、一盒粉筆；90%以上的幼兒園缺少最起碼的衛(wèi)生設(shè)施，玩、教具和大型戶外游戲器械及幼兒讀物。大多數(shù)鄉(xiāng)幼兒園只有小皮球、呼啦圈等一些價(jià)格比較低的玩具，在一些村級(jí)幼兒園小孩子的玩具就是泥沙、石塊、樹(shù)枝，各種活動(dòng)難以開(kāi)展。教師待遇大多在400—700元之間學(xué)前教育論文，沒(méi)有養(yǎng)老和醫(yī)療保險(xiǎn)。教師構(gòu)成比例大專生只占1.8%，幼師文化占30.7%（其中受正規(guī)幼師教育占14.7%），初中文化占40%，其它的占27.5%。96%以上的學(xué)校的教學(xué)內(nèi)容不同程度“小學(xué)化”。
二、原因分析
（一）地方缺少相應(yīng)的扶持農(nóng)村幼兒教育發(fā)展政策
雖然2003年國(guó)務(wù)院辦公廳在轉(zhuǎn)發(fā)教育部等部門(mén)（單位）《關(guān)于幼兒教育改革與發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)的通知》指出鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）人民政府承擔(dān)發(fā)展農(nóng)村幼兒教育的責(zé)任，負(fù)責(zé)舉辦鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）中心幼兒園，籌措經(jīng)費(fèi)，改善辦園條件。但受地方經(jīng)濟(jì)落后的影響，鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）人民政府一直無(wú)承擔(dān)辦好幼兒園的能力，也未形成相應(yīng)的政策，造成了農(nóng)村幼兒園一直被邊緣化，得不到發(fā)展。
（二）幼兒教師素質(zhì)普遍不高，教師隊(duì)伍不穩(wěn)定
從整體來(lái)看，農(nóng)村幼兒教師的素質(zhì)普遍偏低。在農(nóng)村幼兒教師中，大專以上學(xué)歷的比例很小，受到正規(guī)師范教育的特別是受到幼師培訓(xùn)的老師人數(shù)不多，有相當(dāng)大一批初中學(xué)歷和其他人員加入進(jìn)來(lái)，這些教師的幼兒教育知識(shí)、技能和能力相對(duì)不足，不能以正常的幼兒教育方式去教育孩子，不會(huì)組織幼兒開(kāi)展能培養(yǎng)幼兒動(dòng)手、動(dòng)口、動(dòng)腦的活動(dòng)，不會(huì)引導(dǎo)孩子開(kāi)展各種戶外游戲、不會(huì)用合理的方法去處理幼兒之間的矛盾，經(jīng)常用“懲罰”、“恐嚇”、“批評(píng)”等方式對(duì)待孩子。造成這一現(xiàn)象原因之一是農(nóng)村幼兒園生源少，收入不高，教師福利待遇低，不能吸引人才，不能激發(fā)其積極性。有的把這當(dāng)成第二職業(yè)，只當(dāng)每月貼補(bǔ)家用，分散了精力。二是農(nóng)村幼兒教師和公辦老師相比，沒(méi)有名分、沒(méi)有提高培訓(xùn)機(jī)會(huì)、沒(méi)有前途，影響到教師隊(duì)伍的穩(wěn)定。
（三）幼兒教育“小學(xué)化”現(xiàn)象嚴(yán)重。
隨著幼兒園體制改革的逐步深入，更多的農(nóng)村幼兒園走向市場(chǎng)，面臨著嚴(yán)峻的生存挑戰(zhàn)，好的方面是能夠進(jìn)一步激發(fā)幼教工作者的激情，提高自身的綜合素質(zhì)。壞的方面是為了爭(zhēng)取到更多的生源，不得不在很大程度上對(duì)家長(zhǎng)的要求妥協(xié)，投其所好，以游戲?yàn)榛净顒?dòng)在農(nóng)村園還遠(yuǎn)未得到落實(shí)。嚴(yán)重超出了幼兒的年齡負(fù)荷。主要表現(xiàn)在：第一，上課時(shí)間長(zhǎng)。多數(shù)農(nóng)村幼兒園每節(jié)課長(zhǎng)達(dá)45分鐘，周上課時(shí)間和小學(xué)生差不多學(xué)前教育論文，戶外活動(dòng)時(shí)間被大量擠占。第二，以學(xué)習(xí)為主，強(qiáng)調(diào)幼兒知識(shí)的學(xué)習(xí)，以學(xué)多少字、背多少詩(shī)、數(shù)多少數(shù)為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，而忽視了幼兒智力開(kāi)發(fā)、興趣培養(yǎng)、品格形成。第三，過(guò)分強(qiáng)調(diào)紀(jì)律常規(guī)，嚴(yán)格約束幼兒的行動(dòng)。由于教育內(nèi)容脫離幼兒生活實(shí)際，忽視幼兒興趣需要和年齡特點(diǎn)，因而不能調(diào)動(dòng)幼兒內(nèi)在的學(xué)習(xí)積極性，不利于幼兒的終身學(xué)習(xí)和身心健康和諧發(fā)展。
三、思考與對(duì)策
（一）加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)，保證幼兒教育改革與發(fā)展的順利進(jìn)行。
地方人民政府要提高對(duì)發(fā)展幼兒教育的認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)對(duì)幼兒教育工作的領(lǐng)導(dǎo)，把幼兒教育工作納入本地經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的總體規(guī)劃，加強(qiáng)幼兒教育的科研工作，認(rèn)真研究解決幼兒教育改革和發(fā)展中的熱點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題，并制定相應(yīng)的政策和措施，把幼兒教育工作作為考核地方人民政府教育工作的重要內(nèi)容。將幼兒園列入國(guó)家事業(yè)單位編制管理。地方政府要確保教師工資的預(yù)算和足額發(fā)放。幼兒生活費(fèi)、保育費(fèi)通過(guò)收費(fèi)渠道解決。建立幼兒教育督導(dǎo)制度，堅(jiān)持督政與督學(xué)相結(jié)合。制定地方幼兒教育工作督導(dǎo)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，把幼兒教育事業(yè)發(fā)展、幼兒教育質(zhì)量、幼兒教育經(jīng)費(fèi)投入與籌措、幼兒教師待遇等列入政府教育督導(dǎo)內(nèi)容，積極開(kāi)展對(duì)幼兒教育熱點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題的專項(xiàng)督導(dǎo)檢查。
（二）多方籌集資金，加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。
地方政府每年劃撥專項(xiàng)資金，主要用于對(duì)農(nóng)村邊遠(yuǎn)山區(qū)條件比較差的農(nóng)村幼兒園進(jìn)行修繕、改建，逐步建立以鄉(xiāng)幼兒園為主體，村幼兒園為輔的幼兒校區(qū)。鑒于民間資本有“小”而“分散”的特點(diǎn)，無(wú)法成片推進(jìn)?？沙浞掷眠B鎖加盟方式門(mén)檻低，資源利用高，利益分享穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，積極推進(jìn)連鎖加盟幼兒園。研究制定合理的方案，打消害怕投資風(fēng)險(xiǎn)大、沒(méi)有回報(bào)的顧慮，吸引有投資能力也有投資想法的民間資本積極建設(shè)幼兒校區(qū)。積極對(duì)外宣傳當(dāng)前農(nóng)村幼兒園現(xiàn)狀，讓社會(huì)共同關(guān)注。同時(shí)，要大力發(fā)展地方經(jīng)濟(jì)，改善辦學(xué)條件。充分利用農(nóng)村現(xiàn)有資?矗大Φ髡產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，幫助農(nóng)民致富。加快培訓(xùn)基地建設(shè)，豐富培訓(xùn)內(nèi)容，提升農(nóng)村勞動(dòng)λ刂剩內(nèi)消外化實(shí)施勞務(wù)輸出學(xué)前教育論文，增加勞務(wù)收入?
（三）加強(qiáng)幼兒教師培訓(xùn)工作，實(shí)施“幼兒教師穩(wěn)定工程”。
關(guān)鍵詞：輪胎壓路機(jī) 后輪驅(qū)動(dòng)裝置 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) Pro/E建模 有限元分析
The Structural Design about the Simple Supported Rear Drive of Tyre Road Roller
Abstrct: The paper expatiates on the structural design about the rear drive device of tyre road roller. The paper puts forward three structures during the design work, then analyzes the advantages and disadvantages of them in detail, finally chooses a simple supported type structure to use in the design. The paper does much calculation work to choose the right model of the components, such as hydraulic motor, reducer and bearing. The paper checks the strength of the shaft and the service life of the bearing by calculation and analysis. All the parts and components of the device are modeled in using Pro/E. The paper analyzes the interference among parts and components, executes the mechanical motion emulation, and works out an animation about the assembled and unassembled process of the device after the modeling work. The paper uses finite element analysis function in the Pro/E to do finite element analysis work on shaft and supported framework, then makes a structural improvement about the supported framework by using the result of finite element analysis work. The paper also works out drawings and process planning of some major parts and components.
（①福州出入境檢驗(yàn)檢疫局，福州 350001；②福建江夏學(xué)院，福州 350108）
（①Fuzhou Entry-Exit Inspection & Quarantine Bureau of PRC，F(xiàn)uzhou 350001，China；
②Fujian Jiangxia University，F(xiàn)uzhou 350108，China）
摘要： 針對(duì)現(xiàn)有微耕機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析存在的計(jì)算精度低、建模難度大、效率低等問(wèn)題，提出基于參數(shù)化實(shí)體建模和自動(dòng)化有限元建模與分析的微耕機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度快速分析方法，基于二次開(kāi)發(fā)技術(shù)構(gòu)建了微耕機(jī)主要零部件結(jié)構(gòu)三維實(shí)體模型快速重建模塊和自動(dòng)化微耕機(jī)主要零部件結(jié)構(gòu)有限元建模模塊，實(shí)現(xiàn)了微耕機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度快速分析與結(jié)果自動(dòng)提取，并通過(guò)實(shí)例分析驗(yàn)證了該方法的可行性和有效性。
Abstract： In allusion to the deficiencies existing in current structural strength analysis of miniature farming machine such as low calculation accuracy， difficulty in structure modeling and low efficiency and so on， rapid strength analysis method for miniature farming machine structure based on parametric solid modeling and automatic finite element modeling and analyzing is presented. Then the 3D entity rapid modeling module and automatic of main miniature farming machine structure is build. And the automatic analysis executing as well as result extraction is realized. Thus， the feasibility and the effectiveness of the method is verified by a actually case.
關(guān)鍵詞 ： 微耕機(jī)；主要零部件；結(jié)構(gòu)；有限元分析；快速
Key words： miniature farming machine；main components；structure；finite element analysis；rapid
中圖分類(lèi)號(hào)：S222文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-4311（2015）25-0069-03
基金項(xiàng)目：福建檢驗(yàn)檢疫局2013年度科技計(jì)劃項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：FK2013-09。
作者簡(jiǎn)介：林偉斌（1964-），男，福建福州人，處長(zhǎng)，工程師，研究方向?yàn)闄C(jī)電設(shè)備檢驗(yàn)。
0 引言
微耕機(jī)具有體積小、重量輕，便于用戶使用和存放等優(yōu)點(diǎn)，在水旱田整地、田園管理及設(shè)施農(nóng)業(yè)等多種農(nóng)業(yè)作業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。但國(guó)內(nèi)對(duì)微耕機(jī)的研究起步較晚，設(shè)計(jì)技術(shù)和檢測(cè)依然相對(duì)落后。微耕機(jī)結(jié)構(gòu)分析是開(kāi)展微耕機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)檢測(cè)的必經(jīng)環(huán)節(jié)之一。
目前，國(guó)內(nèi)微耕機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要采用傳統(tǒng)的類(lèi)比設(shè)計(jì)方法，在靜力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)理論指導(dǎo)下，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式、圖表、手冊(cè)等資料，憑借設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)選擇設(shè)計(jì)參數(shù)，再經(jīng)過(guò)反復(fù)修改與分析直至結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度、剛度要求。這種設(shè)計(jì)方法費(fèi)工費(fèi)時(shí)，在分析結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度時(shí)往往進(jìn)行結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，不僅導(dǎo)致設(shè)計(jì)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)笨重，成本高，而且容易忽略難以考慮的，重要的，甚至必要的因素，甚至形成“人為”的應(yīng)力集中點(diǎn)，不符合實(shí)際動(dòng)態(tài)情況。計(jì)算機(jī)技術(shù)和有限元分析技術(shù)的發(fā)展給微耕機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析與檢測(cè)開(kāi)辟了新途徑，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析方面都取得了可喜的成果，但依然存在許多不足，主要表現(xiàn)在：①目前微耕機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析與檢驗(yàn)絕大多數(shù)環(huán)節(jié)由人工或半自動(dòng)完成[1-2]，檢驗(yàn)過(guò)程繁瑣、耗時(shí)長(zhǎng)、成本高；②計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù)的發(fā)展為實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)快速分析提供了途徑，作為主流結(jié)構(gòu)分析軟件之一，ANSYS在多個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用，但直接在ANSYS仿真環(huán)境中建立微耕機(jī)結(jié)構(gòu)實(shí)體模型具有建模難度高、過(guò)程復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)問(wèn)題[3-4]；③現(xiàn)有研究中，在建立微耕機(jī)結(jié)構(gòu)有限元模型方面主要采用手工操作的方式進(jìn)行，不僅對(duì)操作者技術(shù)水平要求高，而且存在建模效率低、操作強(qiáng)度大等缺點(diǎn)，特別是在批量分析或優(yōu)化設(shè)計(jì)求解時(shí)，這種操作方式的缺陷尤為突出[5-6]。
綜合上述分析，研究微耕機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度快速分析方法，構(gòu)建微耕機(jī)主要零部件的快速、自動(dòng)化三維建模策略，探討微耕機(jī)主要零部件模型的高效、高質(zhì)量網(wǎng)格劃分策略，實(shí)現(xiàn)微耕機(jī)主要零部件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度自動(dòng)化快速分析和結(jié)果提取，減輕操作人員工作強(qiáng)度、縮短建模時(shí)間，提高分析效率，具有重大理論與現(xiàn)實(shí)意義。
1 微耕機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度快速分析機(jī)制
為提高微耕機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度求解精度，采用ANSYS有限元分析工具求解微耕機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度響應(yīng)。ANSYS有限元分析環(huán)境具有強(qiáng)大的有限元分析計(jì)算能力，能夠進(jìn)行復(fù)雜結(jié)構(gòu)靜、動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度分析。但ANSYS軟件的三維實(shí)體建模能力較低，直接在ANSYS環(huán)境中構(gòu)建復(fù)雜微耕機(jī)結(jié)構(gòu)具有操作難度大、效率低的缺點(diǎn)。為提高微耕機(jī)結(jié)構(gòu)建模效率，利用ANSYS有限元分析環(huán)境與Pro/Engineer三維實(shí)體環(huán)境間的無(wú)縫接口，利用Pro/Engineer實(shí)體建模環(huán)境實(shí)現(xiàn)微耕機(jī)結(jié)構(gòu)實(shí)體建模，實(shí)現(xiàn)充分發(fā)揮ANSYS有限元分析能力和Pro/Engineer實(shí)體建模能力的目標(biāo)。此外，Pro/Engineer的參數(shù)化建模技術(shù)和Pro/Toolkit二次開(kāi)發(fā)工具箱，為實(shí)現(xiàn)高效微耕機(jī)結(jié)構(gòu)實(shí)體建模提供的技術(shù)條件。
綜合上述分析，針對(duì)現(xiàn)有微耕機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析建模難度大，操作繁瑣，求解精度低等問(wèn)題，構(gòu)建微耕機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度快速分析機(jī)制如圖1所示。數(shù)據(jù)組織模塊負(fù)責(zé)組織、管理微耕機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析過(guò)程中所需的及產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)。用戶通過(guò)用戶接口與數(shù)據(jù)組織模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)對(duì)分析過(guò)程中控制參數(shù)的設(shè)定和結(jié)果數(shù)據(jù)的讀取。微耕機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析過(guò)程主要包括微耕機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)及工況設(shè)定、創(chuàng)建微耕機(jī)結(jié)構(gòu)三維模型、創(chuàng)建微耕機(jī)結(jié)構(gòu)有限元模型、微耕機(jī)結(jié)構(gòu)有限元分析、分析結(jié)果提取等5個(gè)基本模塊。微耕機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)集工況設(shè)定主要實(shí)現(xiàn)對(duì)微耕機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)、有限元分析計(jì)算工況等初始條件的設(shè)定。初始條件設(shè)定后，數(shù)據(jù)組織模塊根據(jù)設(shè)定的初始參數(shù)，基于參數(shù)化實(shí)體建模技術(shù)和Pro/Toolkit二次開(kāi)發(fā)技術(shù)，在Pro/Engineer環(huán)境中快速重生成微耕機(jī)結(jié)構(gòu)三維實(shí)體模型。之后，數(shù)據(jù)組織模塊調(diào)用ANSYS有限元環(huán)境，通過(guò)無(wú)縫數(shù)據(jù)接口導(dǎo)入Pro/Engineer環(huán)境中生成的微耕機(jī)結(jié)構(gòu)三維實(shí)體模型，進(jìn)行單元類(lèi)型設(shè)定、網(wǎng)格劃分、邊界加載等操作創(chuàng)建微耕機(jī)結(jié)構(gòu)有限元分析模型，進(jìn)而執(zhí)行有限元分析計(jì)算、提取計(jì)算結(jié)果并將結(jié)果通過(guò)用戶接口呈現(xiàn)為用戶。
2 微耕機(jī)結(jié)構(gòu)三維實(shí)體快速建模策略
目前，利用Pro/Toolkit二次開(kāi)發(fā)工具箱實(shí)現(xiàn)參數(shù)化創(chuàng)建三維實(shí)體模型主要有以下2種方法：①調(diào)用幾何特征創(chuàng)建函數(shù)建立三維模型；②基于參數(shù)化設(shè)計(jì)的模型樣板建立三維模型。調(diào)用幾何特征創(chuàng)建函數(shù)建立三維模型屬于自底向上建模方法，柔性大，能夠適應(yīng)各種結(jié)構(gòu)的參數(shù)化建模，但建模效率較低?；趨?shù)化設(shè)計(jì)的模型樣板建立三維模型屬于自頂向下建模，建模效率高，且實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但柔性較低，只能適應(yīng)具有特定結(jié)構(gòu)特征的實(shí)體模型。
基于參數(shù)化設(shè)計(jì)的模型樣板建立三維模型的原理是通過(guò)基于Pro/Toolkit二次開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序控制修改模型樣板的參數(shù)值，從而生成新的三維模型，其基本流程如圖2所示。用戶通過(guò)人機(jī)界面的對(duì)話框輸入微耕機(jī)各零部件結(jié)構(gòu)參數(shù)，系統(tǒng)判斷當(dāng)前是否已經(jīng)啟動(dòng)Pro/Engineer環(huán)境，若還未啟動(dòng)則直接啟動(dòng)Pro/Engineer環(huán)境，并進(jìn)行工作目錄設(shè)置、載入結(jié)構(gòu)模型樣板、初始化參數(shù)環(huán)境等操作，進(jìn)而根據(jù)用戶設(shè)置的參數(shù)值修改模型樣板的相應(yīng)參數(shù)值，并在重生成模型后刷新屏幕，調(diào)整視圖，為用戶直觀展現(xiàn)給定參數(shù)下模型效果，從而判斷是否保存模型及退出Pro/Engineer環(huán)境。若選擇保存模型，則同時(shí)保存實(shí)體模型值prt文件和實(shí)體參數(shù)至同名txt文件。
基于上述流程，在Visual Studio 2008開(kāi)發(fā)環(huán)境下構(gòu)建微耕機(jī)主要零部件結(jié)構(gòu)三維實(shí)體快速建模模塊。如圖3和圖4所示分別為某型號(hào)微耕機(jī)牽引架總成建模界面及三維模型。
3 微耕機(jī)結(jié)構(gòu)高效有限元建模與分析
有限元模型是進(jìn)行有限元分析的前提。有限元建模的任務(wù)是將實(shí)際問(wèn)題或設(shè)計(jì)方案抽象為能為數(shù)值計(jì)算提供所有輸入數(shù)據(jù)的有限元模型，其過(guò)程主要包括實(shí)體建模、網(wǎng)格劃分、邊界加載等3個(gè)過(guò)程。在有限元建模的三個(gè)階段中，網(wǎng)格劃分是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，它對(duì)計(jì)算過(guò)程和計(jì)算結(jié)果有著重要的影響。
有限元網(wǎng)格劃分對(duì)模型的細(xì)節(jié)提出了很多很高的要求，計(jì)算機(jī)也制約了模型的規(guī)模，簡(jiǎn)化模型是有限元建模最重要的一步。在創(chuàng)建實(shí)體模型時(shí)必須對(duì)實(shí)際模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)忽略螺紋孔、小半徑倒角等不必要的細(xì)節(jié)。此外，網(wǎng)格的疏密也影響著模型的計(jì)算速度和計(jì)算精度。一般情況而言，計(jì)算變形量時(shí)，網(wǎng)格可以疏一些，而對(duì)應(yīng)力計(jì)算，網(wǎng)格應(yīng)當(dāng)密一些。為避免網(wǎng)格大小劃分不當(dāng)對(duì)計(jì)算結(jié)果造成太大誤差，采用如圖5所示網(wǎng)格劃分策略。程序開(kāi)始時(shí)，用戶設(shè)定初始網(wǎng)格大小、計(jì)算誤差極限等初始條件，程序自動(dòng)根據(jù)設(shè)定網(wǎng)格大小進(jìn)行網(wǎng)格劃分和有限元計(jì)算，若前后兩次計(jì)算誤差不在接受范圍內(nèi)，則將網(wǎng)格大小縮小一半，重新進(jìn)行網(wǎng)格劃分和有限元分析計(jì)算，直到前后兩次分析計(jì)算結(jié)果誤差滿足誤差極限要求，則上一次網(wǎng)格的規(guī)格作為有限元建模時(shí)依據(jù)的網(wǎng)格規(guī)格。基于上述有限元?jiǎng)澐植呗?，?gòu)建了微耕機(jī)主要零部件結(jié)構(gòu)網(wǎng)格自動(dòng)劃分模塊。如圖6所示為某型號(hào)微耕機(jī)牽引架總成網(wǎng)格模型。
網(wǎng)格劃分完成后，利用APDL命令流，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)加載結(jié)構(gòu)有限元分析計(jì)算邊界條件，并執(zhí)行有限元分析計(jì)算和計(jì)算結(jié)果提取。針對(duì)某型號(hào)微耕機(jī)牽引架總成，采用微耕機(jī)結(jié)構(gòu)有限元分析模塊對(duì)其進(jìn)行三維實(shí)體建模、有限元建模、有限元分析計(jì)算及結(jié)果提取后，得到該結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布圖和綜合位移變形圖如圖7所示。從圖中可知，該牽引架總成結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力值為174.547MPa，最大變形量為1.041mm。計(jì)算結(jié)果不僅表明了該結(jié)構(gòu)滿足微耕機(jī)正常工作的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求和剛度要求，也驗(yàn)證微耕機(jī)結(jié)構(gòu)有限元分析模塊的可行性和有效性。
4 小結(jié)
①針對(duì)現(xiàn)有微耕機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析存在的計(jì)算精度低、建模難度大、效率低等問(wèn)題，期初了基于參數(shù)化實(shí)體建模和自動(dòng)化有限元建模與分析微耕機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度快速分析機(jī)制，綜合發(fā)揮Pro/Engineer強(qiáng)大的實(shí)體建模能力和ANSYS強(qiáng)大的有限元分析計(jì)算能力。②基于Pro/Toolkit二次開(kāi)發(fā)工具箱，提出了微耕機(jī)結(jié)構(gòu)三維實(shí)體快速建模策略，實(shí)現(xiàn)了微耕機(jī)主要零部件結(jié)構(gòu)的快速三維實(shí)體建模。③基于Pro/Engineer和ANSYS的無(wú)縫數(shù)據(jù)接口和ANSYS的Batch工作模式，構(gòu)建了微耕機(jī)結(jié)構(gòu)高效有限元建模與分析策略，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化微耕機(jī)結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分，邊界加載，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析計(jì)算和結(jié)果提取等操作，并提供了交互友好的人機(jī)界面，從而驗(yàn)證了微耕機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度快速分析方法的可行性和有效性。
參考文獻(xiàn)：
[1]PATEL R， KUMARA， MOHAND. Development of an ergonomic evaluation facility for Indian tractors [J]. Applied Ergonomics， 2000， 31（3）：311-316.
[2]楊懿，曾興寧，等.微耕機(jī)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)研究[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2010（3）：106-110.
[3]張季琴，楊福增.山地微型遙控耕地機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[A].中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C].
一、引言
鋼管結(jié)構(gòu)因其優(yōu)越的綜合性能，得以廣泛應(yīng)用于公共建筑尤其是大跨度建筑中。鋼管節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)是鋼管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。相貫節(jié)點(diǎn)又稱直接焊接節(jié)點(diǎn)，是鋼管節(jié)點(diǎn)最常見(jiàn)的形式之一。在其節(jié)點(diǎn)處，在同一軸線上的兩個(gè)較粗的相鄰桿件貫通，其余桿件通過(guò)端部相貫線加工后直接焊接在貫通桿件的外表；非貫通桿件在節(jié)點(diǎn)部位可能存在間隙或相互搭接。其中在節(jié)點(diǎn)處貫通的鋼管通常稱為主管或弦桿，其余則稱為支管或腹桿。相貫線切割曾被視為是難度很高的制造工藝，但現(xiàn)在廣泛采用的計(jì)算機(jī)數(shù)控加工技術(shù)，已使其變得非常簡(jiǎn)單。相貫節(jié)點(diǎn)具有許多方面的優(yōu)越性：外觀簡(jiǎn)潔明快，構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)附加零件，可節(jié)省鋼材，且易于維護(hù)保養(yǎng)。因此，近年來(lái)相貫節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用已相當(dāng)普遍。
根據(jù)各桿件軸線是否處于同一平面，相貫節(jié)點(diǎn)可以分為平面節(jié)點(diǎn)和空間節(jié)點(diǎn)兩大類(lèi)；其中，平面節(jié)點(diǎn)的研究是空間節(jié)點(diǎn)研究的基礎(chǔ)。按幾何型式分類(lèi)，工程中較多遇到的平面節(jié)點(diǎn)有：T型或Y型、X型、K型（包括間隙型和搭接型）、平面YK或KT型、平面KK型等。
對(duì)于T型、X型和K型間隙節(jié)點(diǎn)的破壞模式，已有較為充分的研究；對(duì)于此類(lèi)節(jié)點(diǎn)，主管塑性破壞是最重要的一種破壞模式，《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）中的節(jié)點(diǎn)承載力計(jì)算公式也以此破壞模式為理論基礎(chǔ)。K型搭接節(jié)點(diǎn)的受力機(jī)理與這幾類(lèi)節(jié)點(diǎn)有很大差異，對(duì)其破壞模式的研究尚不夠深入。本文以大量的節(jié)點(diǎn)有限元分析結(jié)果為基礎(chǔ)，對(duì)K型搭接節(jié)點(diǎn)的破壞模式及其分布規(guī)律進(jìn)行了研究，旨在為此類(lèi)節(jié)點(diǎn)破壞機(jī)理的認(rèn)識(shí)和承載力公式的研究提供基礎(chǔ)。
二、K型搭接節(jié)點(diǎn)的破壞模式分類(lèi)
對(duì)于一般的相貫節(jié)點(diǎn)，主管管壁塑性破壞是一種常見(jiàn)的節(jié)點(diǎn)破壞模式；但K型搭接節(jié)點(diǎn)很難發(fā)生單純的主管管壁塑性破壞。這是因?yàn)?，由于兩支管相互搭接，彼此有互相牽制的作用，主管壁的凹陷變形必然伴隨著一定程度的支管局部變形。文獻(xiàn)[1]中的有限元分析結(jié)果也證實(shí)了這一點(diǎn)。
對(duì)于承受平衡軸力的搭接節(jié)點(diǎn)，一部分荷載經(jīng)由兩支管間的搭接焊縫直接傳遞而不經(jīng)過(guò)主管，這種傳力上的特點(diǎn)使得受壓支管局部屈曲破壞（Brace Local Buckling，簡(jiǎn)稱BLB）的破壞模式在搭接節(jié)點(diǎn)的破壞模式中占有相當(dāng)比例。
不考慮焊縫的破壞，K型搭接節(jié)點(diǎn)的破壞模式可分為以下幾類(lèi)：
1、桿件破壞（Member Failure，簡(jiǎn)稱MF）模式，以桿件軸向達(dá)到全截面屈服為標(biāo)志，包括支管桿件破壞（Brace Member Failure，簡(jiǎn)稱BMF），以及主管桿件破壞（Chord Member Failure，簡(jiǎn)稱CMF）。這種破壞模式下，節(jié)點(diǎn)區(qū)實(shí)際未發(fā)生破壞，實(shí)現(xiàn)了“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”。
2、支管局部屈曲（BLB）破壞模式。此種破壞模式下，塑性變形主要集中于支管根部。
3、支管局部屈曲（BLB）與主管管壁塑性（CP）的聯(lián)合破壞模式（記為BLB & CP）。其特點(diǎn)為支管根部與主管管壁上同時(shí)發(fā)生了相當(dāng)程度的塑性變形。
三、K型搭接節(jié)點(diǎn)破壞模式的分布規(guī)律
本文借助批量有限元分析的結(jié)果，對(duì)K型搭接節(jié)點(diǎn)破壞模式分布與節(jié)點(diǎn)參數(shù)的關(guān)系進(jìn)行了研究。K型搭接節(jié)點(diǎn)的幾何參數(shù)主要有：主管外徑d，主管管壁厚度t，支管外徑di，支管管壁厚度ti，兩支管搭接長(zhǎng)度q，搭接支管在主管上沿主管軸線方向的投影長(zhǎng)度p。
為方便研究和比較，采用以下無(wú)量綱幾何參數(shù)：
支管、主管直徑比：
主管半徑、壁厚比：
支管、主管厚度比：
支管、主管之間的夾角：
搭接率：
本文采用有限元軟件ABAQUS配合python腳本建立了90個(gè)節(jié)點(diǎn)模型；節(jié)點(diǎn)參數(shù)的取值范圍如表3-1所示；其中，根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）中的規(guī)定，剔除了使di/ti ≤ 60的18種節(jié)點(diǎn)參數(shù)組合。另外，所有節(jié)點(diǎn)的搭接支管隱蔽部分均與主管連接；施加的荷載為兩支管端部的平衡軸力，并使貫通支管受壓。
在建立節(jié)點(diǎn)有限元模型時(shí)，選用的單元類(lèi)型為殼單元S4R；邊界條件為，主管在搭接支管一側(cè)端部剛接，在另一端釋放軸向自由度，兩支管端部均只釋放軸向和轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；有限元模型中不考慮焊縫的影響；主管直徑統(tǒng)一取為300mm，主管長(zhǎng)度取為7倍主管直徑，支管長(zhǎng)度取為從冠點(diǎn)向外3倍支管直徑；主支管鋼材屈服強(qiáng)度均取作345MPa，抗拉強(qiáng)度均取作450MPa，強(qiáng)化剛度取為0.5%E；有限元求解方法采用弧長(zhǎng)法。在進(jìn)行批量分析前，選用文獻(xiàn)[2]中的試驗(yàn)試件SJ6和文獻(xiàn)[3]中的試件JD-1對(duì)有限元模型進(jìn)行了校驗(yàn)，結(jié)果表明，本文建立的有限元分析模型均可以較為準(zhǔn)確地模擬試驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的力學(xué)行為（包括破壞形態(tài)、變形性能以及極限承載力等），具有良好的可靠性。
根據(jù)有限元分析結(jié)果，90個(gè)節(jié)點(diǎn)算例的破壞模式如表3-2所示。其中，各破壞模式所占的比例分別為：BMF――13/90，BLB――28/90，BLB&CP――49/90。對(duì)各種破壞模式的分布規(guī)律分析如下：
（1）BMF破壞模式：在全部90個(gè)節(jié)點(diǎn)中，共有13個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生支管桿件破壞即BMF破壞模式，主要分布在β較?。?.3，0.5）、γ很小（10）、τ較小（0.4，0.7）的情況。因?yàn)棣煤苄?，所以主管和支管均比較厚實(shí)，從而不易發(fā)生主管管壁塑性或支管局部屈曲破壞；β和τ均較小，使得支管截面面積較小，更容易達(dá)到全截面屈服。另外，當(dāng)Ov=25%，50%和75%時(shí)，以BMF模式破壞的節(jié)點(diǎn)分別為6個(gè)、3個(gè)、4個(gè)，說(shuō)明Ov較小時(shí)更容易發(fā)生BMF破壞。
（2）BLB破壞模式：在全部90個(gè)節(jié)點(diǎn)中，共有28個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生支管局部屈曲即BLB破壞模式，主要分布在：a、Ov=75%的大部分節(jié)點(diǎn)；b、Ov
（3）BLB&CP破壞模式：該破壞模式為搭接節(jié)點(diǎn)最普遍的破壞模式（占49/90），主要集中在Ov不大、τ較大的情況下。
四、結(jié)論
（1）不考慮焊縫破壞時(shí)，K型圓鋼管搭接節(jié)點(diǎn)的破壞模式主要包括：桿件破壞模式，支管局部屈曲模式，以及支管局部屈曲與主管塑性的聯(lián)合破壞模式。
（2）有限元分析結(jié)果表明，支管桿件破壞模式主要出現(xiàn)在β較小、γ很小、τ較小時(shí)；支管局部屈曲破壞模式主要發(fā)生于Ov很大或τ很小的情況下；支管局部屈曲與主管塑性的聯(lián)合破壞模式多見(jiàn)于Ov不大、τ較大的情況下。
（3）總體而言，K型圓鋼管搭接節(jié)點(diǎn)的破壞主要發(fā)生于支管上，因此，在建立節(jié)點(diǎn)承載力公式時(shí)若用支管全截面屈服承載力做無(wú)量綱化，將比傳統(tǒng)的以環(huán)模型為基礎(chǔ)的承載力公式更為合理。
參考文獻(xiàn)
中圖分類(lèi)號(hào)：TV331文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
0、 引言
纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(Fiber Reinforced Polymer,簡(jiǎn)稱FRP)以其輕質(zhì)、高強(qiáng)、抗疲勞等優(yōu)越的力學(xué)性能,廣泛地應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域之中。在有些條件下傳統(tǒng)建筑材料很難滿足這種發(fā)展要求。FRP復(fù)合材料具有輕質(zhì)，高強(qiáng)，耐腐蝕，抗疲勞，耐久性好，多功能，適用面廣，可設(shè)計(jì)和易加工等多種優(yōu)點(diǎn)。在重要的土木工程中，如超大跨，超高層，地下結(jié)構(gòu)，海洋工程，高耐久性的應(yīng)用，以及特殊環(huán)境工程，永久性工程，結(jié)構(gòu)加固修復(fù)，都具著巨大的優(yōu)越性。
1、單元有限元分析
1.1 單元有限元模型
在文獻(xiàn)[1]中，提出了一種用單元分析FRP-混凝土界面破壞的方法。其基本思路是：用非常小的單元(0.25mm~0.5mm)來(lái)模擬混凝土和FRP 片材，在混凝土和FRP片材之間不再設(shè)置膠層，而是將二者直接聯(lián)系在一起，通過(guò)混凝土單元的開(kāi)裂破壞來(lái)模擬FRP的剝離。由于單元尺寸很小，因此混凝土材料的本構(gòu)關(guān)系需要加以修正以考慮尺寸效應(yīng)的影響。研究表明，采用有限元模型可以較好地預(yù)測(cè)FRP 和混凝土之間的面內(nèi)剪切破壞。因此，使用該模型來(lái)分析FRP加固混凝土梁IC debonding 界面破壞。有限元模型中，雖然單個(gè)的混凝土單元依然基于彌散裂縫模型，但是因?yàn)閱卧叽绶浅Ｐ?0.5mm 以下)，因此仍然可以較好地模擬裂縫附近的變形以及滑移集中情況。
1.2 界面粘結(jié)滑移關(guān)系
對(duì)于遠(yuǎn)離受彎裂縫的FRP-混凝土界面該裂縫形狀與面內(nèi)剪切試驗(yàn)的裂縫形狀很相似[1]，說(shuō)明此處的粘結(jié)-滑移關(guān)系與面內(nèi)剪切試驗(yàn)的差不多，故可直接采用由剪切試驗(yàn)得到的界面粘結(jié)-滑移關(guān)系。
1.3 雙重剝離破壞準(zhǔn)則
通過(guò)前面的分析可以知道，如果界面距離受彎裂縫較遠(yuǎn)，即與界面單元相連的混凝土單元沒(méi)有開(kāi)裂，其剝離破壞主要是由界面的整體單向相對(duì)滑動(dòng)引起，滑移場(chǎng)比較均勻，采用普通界面單元的形函數(shù)可以較好地估計(jì)單元內(nèi)部的滑移狀態(tài)。
2、ANSYS有限元分析結(jié)果
基于ANSYS軟件分別建立了文獻(xiàn)[2]中的BL20-2、PPL30梁和文獻(xiàn)[3]中的RLII-3梁的有限元計(jì)算模型，各個(gè)試件的材料參數(shù)詳見(jiàn)文獻(xiàn)[2-3]。為節(jié)省計(jì)算時(shí)間，根據(jù)對(duì)稱性，對(duì)每個(gè)試件僅建立了1/4梁的有限元模型。
計(jì)算得到的荷載－跨中撓度曲線及與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比見(jiàn)圖1所示,將計(jì)算得到的梁的極限承載力與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比見(jiàn)表1所示。
（a）BL20-2梁 （b）PLL30梁 (c)RLII-3梁
圖1 計(jì)算的荷載－跨中撓度曲線與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比
表1計(jì)算極限荷載與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比
計(jì)算的梁荷載－跨中撓度曲線與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比可知，從加載直到屈服階段，計(jì)算得到的荷載－撓度曲線與試驗(yàn)結(jié)果有很好的吻合；屈服后，BL20-2和PLL30梁的荷載－撓度曲線與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好，但RLII-3梁的模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果誤差較大，模擬結(jié)果未能合理反映梁荷載－撓度曲線的下降段。
計(jì)算得到的三根梁的極限荷載均與試驗(yàn)結(jié)果有較好的吻合，即建立的有限元模型可以較好的模擬FRP加固混凝土梁的承載力。
Solid65單元使用彌散式裂縫模型，針對(duì)混凝土的開(kāi)裂與壓碎，ANSYS中提供了專門(mén)的圖形顯示命令PLCRACK。該命令用小圓圈表示混凝土的開(kāi)裂部位，小八邊形表示混凝土的壓碎部位。如果裂縫張開(kāi)后又閉合，通過(guò)小圓圈中間加X(jué)表示。此外，在每個(gè)積分點(diǎn)處可以有至多三個(gè)開(kāi)裂面，第一、二、三方向裂縫分別用紅、綠、藍(lán)小圓圈表示。限于篇幅限制，僅將模擬得到的BL20-2梁在不同加載過(guò)程的破壞形態(tài)列出，如圖2所示。
由于關(guān)閉了混凝土的壓碎選項(xiàng)，混凝土的破壞僅以開(kāi)裂體現(xiàn)，在破壞前期，最主要的破壞形態(tài)是梁跨中底部混凝土的開(kāi)裂，且所有開(kāi)裂形態(tài)基本為彎曲裂縫；在梁的中度開(kāi)裂階段，開(kāi)裂高度增加，且在支座上部出現(xiàn)出現(xiàn)剪切斜裂縫；在梁的最終破壞階段，梁的開(kāi)裂進(jìn)一步加劇，跨中裂縫布滿整個(gè)梁高，支座處剪切斜裂縫向頂部擴(kuò)展。
(a)初始開(kāi)裂階段
(b)中度破壞階段
(c) 最終破壞階段
圖2 模擬得到的梁在不同加載階段的破壞形態(tài)
3、結(jié)論與展望
本文在總結(jié)了國(guó)內(nèi)外利用ANSYS軟件對(duì)FRP加固混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元模擬分析取得的研究成果的基礎(chǔ)上，建立了FRP加固混凝土梁的有限元計(jì)算模型，模擬得到了梁的荷載－撓度曲線，極限荷載以及梁在不同加載階段的破壞形態(tài)；將模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行的對(duì)比表明，所建立的有限元模型可以較為準(zhǔn)確的模擬梁的承載能力以及破壞形態(tài)，驗(yàn)證了所建立的有限元模型的正確性。
隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和技術(shù)飛速進(jìn)步，世界各國(guó)對(duì)土木工程的要求越來(lái)越高。FRP復(fù)合材料在土木工程中的應(yīng)用技術(shù)與材料研究開(kāi)發(fā),在當(dāng)今世界上已成為復(fù)合材料界與土木工程界共同研究開(kāi)發(fā)的一個(gè)熱點(diǎn)。該技術(shù)研究開(kāi)發(fā)成功后將會(huì)極大地推動(dòng)現(xiàn)代土木工程的技術(shù)進(jìn)步。它還將為現(xiàn)代復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)開(kāi)辟出巨大的應(yīng)用市場(chǎng)，因而具有非常廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景。
作者簡(jiǎn)介：
作者簡(jiǎn)介：趙健（1979.1－），男，工學(xué)學(xué)士，工程師。
參 考 文 獻(xiàn)：
Abstract: In this paper, based on the practical engineering needs, the honeycomb beam - column steel frame structure stress characteristic, this paper designs the language ( APDL ) compilation command stream using the ANSYS parametric, does the analysis of the nonlinear finite element whole process to the two layer two cross honeycomb beam - column steel frame under the low reversed cyclic loading performance.
Key words: honeycomb; horizontal low cyclic load; finite element analysis; energy consumption
中圖分類(lèi)號(hào)：TU352.1+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104（2012）
蜂窩構(gòu)件是指用H型鋼或普通熱軋工字鋼經(jīng)切割再擴(kuò)高焊接而成的空腹構(gòu)件[1].與原型鋼相比，蜂窩構(gòu)件提高了截面的利用率，且自重輕，構(gòu)造品種單一，防腐蝕性能好，運(yùn)輸方便，便于建筑管線的穿越[2].蜂窩框架是蜂窩梁和蜂窩柱采用栓焊或焊接的形式連接而組成的鋼結(jié)構(gòu)體系，蜂窩構(gòu)件組成的框架具有自重輕和造型美觀經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，適合建造多層的樓房、無(wú)大型吊車(chē)的廠房和輕鋼結(jié)構(gòu)別墅等建筑[3]．從長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光來(lái)看，綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，采用蜂窩式梁-柱鋼框架的住宅鋼結(jié)構(gòu)體系能夠與其他材料、結(jié)構(gòu)形式的建筑體系競(jìng)爭(zhēng)，有些方面甚至具有較大優(yōu)勢(shì)．蜂窩梁與蜂窩柱在實(shí)際工程中已有較為廣泛的應(yīng)用，但有關(guān)蜂窩式梁-柱鋼框架結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用還很罕見(jiàn)，特別是關(guān)于此類(lèi)框架動(dòng)力性能的研究更是幾近空白．
1ANSYS參數(shù)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言
ANSYS參數(shù)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（APDL）[4-5]實(shí)質(zhì)上是由類(lèi)似于FORTRAN77的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言部分和1000多條ANSYS命令組成.從功能上講，ANSYS命令包括定義幾何模型、劃分單元網(wǎng)格、材料定義、添加荷載和邊界條件、控制和執(zhí)行求解和后處理計(jì)算結(jié)果等指令.ANSYS強(qiáng)大的前后處理功能可為建立蜂窩式梁-柱鋼框架結(jié)構(gòu)有限元分析模型帶來(lái)極大的方便.利用APDL編寫(xiě)出參數(shù)化的程序，可以實(shí)現(xiàn)有限元分析的全過(guò)程，即建立參數(shù)化的CAD模型、網(wǎng)格劃分與控制、材料定義、荷載和邊界條件定義、分析控制和求解以及后處理.
2有限元分析依據(jù)
本文保證了蜂窩式梁-柱鋼框架結(jié)構(gòu)有限元模型的建模方法，約束條件，加載方式，計(jì)算控制完全和考慮腹板屈曲后強(qiáng)度的鋼框架模擬時(shí)的設(shè)置一致，以此對(duì)蜂窩式梁-柱鋼框架結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行非線性有限元分析.
3非線性有限元全過(guò)程分析
3.1結(jié)構(gòu)模型的建立
框架模型尺寸，擴(kuò)高比 (,為蜂窩構(gòu)件高,為原型鋼高)取1.5，梁柱所開(kāi)孔洞均為正六邊形孔，滿足“蜂窩構(gòu)件端部至第一個(gè)蜂窩孔的凈跨距宜大于250mm”和“蜂窩孔孔距應(yīng)不小于100mm”的構(gòu)造要求[6-7].尺寸比例符合實(shí)際結(jié)構(gòu)構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造要求.為了消除柱頂施加豎向荷載時(shí)對(duì)頂層節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)所造成的約束，柱上端設(shè)計(jì)了高300mm的懸臂段.
3.2結(jié)構(gòu)模型荷載的施加
模擬過(guò)程中，先加豎向荷載并穩(wěn)定保持不變，按照軸壓比的要求，邊柱上加載367KN, 中柱上加載374KN，然后以框架彈性屈服位移（=35mm）的倍數(shù)分級(jí)施加水復(fù)位移荷載，直至框架的荷載-撓度曲線出現(xiàn)下降段，荷載下降到峰值荷載的85%，這時(shí)可以認(rèn)為框架已經(jīng)破壞.
3.3破壞機(jī)制
往復(fù)荷載在1.5正向循環(huán)加載過(guò)程中，水平位移達(dá)到43.75mm時(shí)，頂層左跨梁左端部蜂窩孔處截面翼緣應(yīng)力值達(dá)到了屈服強(qiáng)度235MP，即出現(xiàn)塑性鉸，水平位移達(dá)到52.5mm時(shí)，中柱柱腳處右側(cè)翼緣應(yīng)力值達(dá)到了屈服強(qiáng)度235MP，即出現(xiàn)塑性鉸，，這充分說(shuō)明模型框架屬于梁鉸破壞機(jī)制，體現(xiàn)了強(qiáng)柱弱梁的概念.
模型最終破壞時(shí)，各柱柱腳蜂窩孔處截面均出現(xiàn)了嚴(yán)重的屈曲變形，其中左柱柱腳翼緣處應(yīng)力值最大，可以說(shuō)明破壞終止于此處發(fā)生屈曲變形；左跨頂層梁左端蜂窩孔處截面、右跨頂層及底層梁右端蜂窩孔處截面均出現(xiàn)了較為明顯的屈曲變形，其余梁端蜂窩孔處截面應(yīng)力值亦較大?？蚣苤泄?jié)點(diǎn)應(yīng)力值較大，但節(jié)點(diǎn)域未發(fā)生明顯的屈曲變形，頂層角節(jié)點(diǎn)與底層邊節(jié)點(diǎn)應(yīng)力值均較小，體現(xiàn)了強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件的設(shè)計(jì)概念。
3.4滯回特性
滯回曲線是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在循環(huán)往復(fù)荷載作用下得到的荷載—變形曲線。滯回曲線能夠反應(yīng)出結(jié)構(gòu)剛度退化、強(qiáng)度衰減、耗能能力及延性性能等特性.它是結(jié)構(gòu)抗震性能的綜合體現(xiàn)，也是結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈塑性地震反應(yīng)分析時(shí)確定恢復(fù)力特性的主要依據(jù).
本框架模型在頂層水平往復(fù)荷載作用下經(jīng)歷了屈服、最大荷載，最后框架模型的荷載—位移滯回曲線均出現(xiàn)荷載下降段，表明框架不適于繼續(xù)加載.
3.5延性與耗能
低周往復(fù)循環(huán)荷載作用下，各框架滯回曲線的峰值點(diǎn)的連接(外包線)即為骨架曲線.它與一次性加載曲線相接近.骨架曲線上能夠反應(yīng)出模型的屈服荷載和位移、極限荷載和位移等特征點(diǎn)，同時(shí)它反映了在正反交替荷載作用下，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件吸能耗能、延性、強(qiáng)度、剛度及退化等力學(xué)特征.根據(jù)抗震規(guī)范的要求，將各個(gè)P-Δ滯回曲線的各級(jí)加載的峰點(diǎn)連起來(lái)可以得到各相應(yīng)框架頂點(diǎn)的P-Δ骨架曲線.
4結(jié)論
4.1按照現(xiàn)行規(guī)范和規(guī)程[6-8]的有關(guān)規(guī)定所設(shè)計(jì)的一榀兩層兩跨蜂窩式梁-柱鋼框架結(jié)構(gòu)，延性較大，耗能能力較高，能滿足延性框架的設(shè)計(jì)要求.
4.2兩層兩跨蜂窩式梁-柱鋼框架結(jié)構(gòu)側(cè)移較小，水平抗力較大，滯回曲線沒(méi)有明顯的捏縮現(xiàn)象，抗震性能較好，其在工程中的應(yīng)用必將帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益.
4.3必要時(shí)應(yīng)對(duì)蜂窩構(gòu)件端部加焊實(shí)腹段[9]，對(duì)節(jié)點(diǎn)域采取補(bǔ)強(qiáng)措施，以使框架具有更好的受力性能.
4.4預(yù)按等剛度原則設(shè)計(jì)出相應(yīng)的實(shí)腹式框架，以比較擴(kuò)高前后框架抗震性能的差別.
參考文獻(xiàn)：
[1]郎婷，趙滇生.蜂窩梁的強(qiáng)度和剛度研究[J].浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，33（5）：538-543.
[2]Finite element analysis of castellated beam maximum moment capacity Jia, Lian-Guang (School of Civil Engineering, Shenyang Jianzhu University); Xu, Xiao-Xia; Kang, Xiao-Zhu Source: Shenyang Jianzhu Daxue Xuebao (Ziran Kexue Ban)/Journal of Shenyang Jianzhu University (Natural Science), v 21, n 3, May, 2005, p196-199.
[3]李青山.圓孔蜂窩節(jié)點(diǎn)的有限元分析.碩士學(xué)位論文，沈陽(yáng)建筑大學(xué)，2007.
[4]譚建國(guó).使用ANSYS6.0進(jìn)行有限元分析.北京：北京大學(xué)出版社，2002.
[5]王國(guó)強(qiáng).實(shí)用工程數(shù)值模擬技術(shù)及其在ANSYS上的實(shí)踐.西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1999.
[6]李國(guó)強(qiáng).多高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].1版. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004.
Abstract： To the wheel and the rail track vehicle special vehicle in mutual contact problems， combining with the theory of Hertz contact， improved calculation factor. The three-dimensional model is established， and the finite element analysis on the model， get the displacement and stress cloud chart. The mathematical optimization model is established to optimize the result. Combined with examples to illustrate.
Keywords： Contact analysis Optimization model Optimization analysis
1.概述
本文主要針對(duì)軌道車(chē)輛車(chē)輪與軌道之間的接觸問(wèn)題建立模型，確定接觸問(wèn)題為剛性和柔性接觸。對(duì)于高度非線性問(wèn)題，運(yùn)用ANSYS分析工具，在確定接觸區(qū)域及接觸時(shí)間前提下，仿真分析得到位移及應(yīng)力的云圖，運(yùn)用改進(jìn)接觸分析計(jì)算因子，通過(guò)建立優(yōu)化模型，對(duì)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化處理。
2.構(gòu)建模型簡(jiǎn)圖及確定相關(guān)參數(shù)通過(guò)調(diào)節(jié)優(yōu)化參數(shù)的數(shù)值后，在施加載荷相同的情況下，車(chē)輪直徑一定的情況下，車(chē)輪和軌道截面的厚度在約束范圍內(nèi)越大，應(yīng)力造成的破壞范圍越小，最大應(yīng)力的數(shù)值先減小，后增大，位移所顯示的形變量越小。當(dāng)車(chē)輪和軌道截面厚度一定，車(chē)輪直徑在約束范圍內(nèi)越大，最大應(yīng)力先減小后增大，位移顯示的形變量較大。在厚度選擇26.82mm接近27mm，輪徑在接近1050mm時(shí)，整個(gè)最大應(yīng)力小，形變小，符合優(yōu)化要求。
6.結(jié)束語(yǔ)
本文在分析軌道車(chē)輛輪軌接觸問(wèn)題中，構(gòu)建剛?cè)峤佑|分析模型，以實(shí)際車(chē)型設(shè)定相關(guān)參數(shù)，ANSYS軟件對(duì)模型仿真分析處理，對(duì)于處理結(jié)果，構(gòu)造優(yōu)化模型，確定優(yōu)化函數(shù)，運(yùn)用改進(jìn)算子的零階法對(duì)模型進(jìn)行處理，得到較為精確的仿真結(jié)果。
參考文獻(xiàn)：
[1]張雪珊，肖新標(biāo)，金學(xué)松.高速車(chē)輪橢圓化對(duì)車(chē)輛系統(tǒng)行為的影響[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)
2010，46（16）：67―73.
[2]侯傳倫.翟婉明.鄧銳. 曲線磨耗狀態(tài)下輪軌彈塑性接觸有限元分析[期刊論文]-中國(guó)鐵道科學(xué)2009，30（5）
[3]金學(xué)松，溫澤峰，王開(kāi)云.鋼軌磨耗型波磨計(jì)算模型與數(shù)值方法[J].交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào)， 2005，5（2）：12～17.
[4]張衛(wèi)華. 空間狀態(tài)輪輪（軌）接觸點(diǎn)計(jì)算方法[期刊論文]-中國(guó)鐵道科學(xué)2006，27（4）
