铁路客车上水栓水力计算模型的建立与分析论文

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铁路客车上水栓水力计算模型的建立与分析论文

篇1:铁路客车上水栓水力计算模型的建立与分析论文

铁路客车上水栓水力计算模型的建立与分析论文

1 概述

客车上水系统的设计是铁路给水站设计的一项重要内容。铁路经过六次大提速后,运行速度和路网结构已发生了很大变化。为了适应铁路旅客运输发展需要,铁路运输组织逐步压缩了客车到站后的停车时间,对客车给水站的设计和车站上水工作带来很大压力。为保证客车的正常供水,合理的`进行客车上水系统的设计就显得非常重要。由于客车上水栓的间距一般为 25m,显然不属于长管的水力计算范畴,为合理确定客车上水栓的给水管管径及供水水压,需要逐段进行详细的水力计算,设计人员利用 Excel 的计算功能,建立数学模型可提高设计效率。

2 客车上水栓的布置形式

客车给水站应有专供客车给水栓用水的给水干管,每排栓管应按两端进水或环状布置,也可从中部与给水干管连接成 T 形,每排客车给水栓管均应设置控制闸阀和计量装置。客车上水栓的布置形式会直接影响客车上水的速度。客车上水栓宜布置成环状,以利于客车上水时互相调节水压和流量,加快上水的速度,通常有以下3种布置形式。

3 水力计算模型

3.1 模型的准备

客车上水单元是由注水管接头、软管、附属管道及阀门、软管收放装置、控制装置等组成的整体。上水单元进水管直径为 DN40,上水单元软管长度不大于 15m,公称直径为 DN32 或 DN25。向客车上水栓配水的给水管道为栓管,向栓管供水的给水管道为干管。客车上水栓 25m 的服务水头包括有进水管、阀门、上水软管、客车上水栓接头及车体内上水钢管的水头损失。进行客车上水栓水力计算要详细计算上水干管的沿程水头损失以及上水干管向客车上水栓配水三通的局部水头损失。

3.2 模型的建立

正常供水时,两侧均能进水,栓口每处出水2.5l/s,《铁路给水排水设计规范》TB10010- 规定,客车给水栓最小服务水头从轨顶算起 25m,从轨顶与栓管之间还有一定高差,不同工程客车上水栓安装方式的不同,这一高差不尽一致,为简化计算这里取 1.0m,栓管处最小服务水头为 25+1=26m。

3.3 模型的应用

以某大型给水站高速车场为例,共设有 6 排列车上水栓,上水栓间距 25m,每排 18 座,动车长编组16 列,2 列为备用,备用的栓室不计入流量,列车上水栓均为单栓,上水供水主管直径 DN200,两端客车上水栓距离环网给水主管距离 35m,上水供水主管长35×2+25×(18-1)= 495m。

4 结论

在进行客车上水栓水力计算时,栓管管径不同,局部水损与沿程水损的比值差别比较大,不能按照常规的 10~20%进行估算而且每个栓头处服务水头不同,造成每个上水单元管道流速不同,应进行详细的水力计算。

为保证客车的正常供水,达到规范设计要求,对于单栓,T 型或两端进水时栓管管径不宜小于 DN150,一侧进水时栓管管径不宜小于 DN200;对于双栓,T型或两端进水时栓管管径不宜小于 DN200,一侧进水时栓管管径不宜小于 DN250。

通过编制 Excel 水力计算表,能快速进行水力计算,修改相关数据可对其他工程以及不同管材进行快速计算,有较强的通用性,可提高设计效率。

篇2:体育场馆经营管理模型建立研究与分析的论文

2.1 长沙贺龙体育场概况

长沙贺龙体育场位于长沙新世纪体育文化中心西北部,可容纳观众6万人。 “贺龙体育文化中心”包括主体建筑贺龙体育场以及贺龙体育馆、网球场、摩天轮、城市商业广场、酒店式公寓及其它基础设施,具备体育竞技、全民健身、购物与休闲等多项功能,长沙的一个标志性建筑,如世预赛亚洲区12强赛中国男足最重要的一个主场比赛——203月23日主场迎战韩国队就将在长沙贺龙体育中心举行。

2.2 体育场馆经营管理模型建立研究——以贺龙体育场为例

该研究以贺龙体育中心为例进行体育场馆分析、项目规模推导、场馆经济估算后确定体育场馆的具体管理措施和建立体育场馆经营管理模型。

2.2.1 SWOT分析

SWOT分析是竞争情报分析常用的方法之一,通过调查将贺龙体育中心的内外部环境的优势因素(Strengths)、弱势因素(Weaknesses)、机遇因素(Opportunities)和威胁因素(Threats)逐条列举出来,按照一定的次序按矩阵形式排列起来构建SWOT矩阵,运用系统分析法分析各种因素间的相互匹配性,针对可能影响场馆经营成败的不确定因素制定对策。

构建SWOT矩阵

根据各种的因素的影响程度和迫切情况,构建长沙贺龙体育中的SWOT矩阵如下:

优势分析:长沙贺龙体育馆位于贺龙体育文化中心靠劳动西路一侧,为一座综合性多功能的现代化体育馆,体育中心内能进行体操、网球、手球、羽毛球、室内足球、艺术体操等12个运动项目的比赛,也可举行文艺、杂技演出和群众集会,功能齐全,交通方便,曾成功承接过第一届亚洲体操锦标赛、中美男篮对抗赛、五城会体育蹦床比赛、五城会男子篮球决赛等国内外大型赛事,多次承办CBA和WCBA重大赛事。

弱势分析。长沙贺龙体育场建设出发点都是為举办国际、国内的大型体育赛事,建设规模大、标准高,在举办国际、国内的大型体育赛事时,其资源优势得到显现,作为大众的广大市民参与体育赛事的机会并不多。且贺龙体育场馆实施封闭式管理,定时定价向公众开放,由于开放的时间有限,收费较高,使得贺龙体育场的使用率并不高。

机遇分析。随着长沙社会经济的快速发展,长沙人民体育运动热度的逐年上升,且贺龙体育中心的管理观念正在转变,越来越注重员工的培养、企业形象的建设。

威胁分析。湖南经济处于转型时期,经济增速放缓,且长沙贺龙体育中心处于由芙蓉中路、劳动西路、白沙路与城南西路合围的,紧邻闹市区域,体育中心停车位缺乏。

制定对策。加大场馆的.对外开放力度,以承接大型组织,承办大型体育活动、项目为主,并在不大力宣传的情况下向个人和小团体开放。场馆开放的频度与时间要适应不同层次、不同年龄、不同职业的人群的需要,灵活设置场馆的开放。根据不同层次的人群,设置相应的优惠政策,让更多的人进入到场馆中进行锻炼,实现全民健身的目标。

2.2.2 项目规模推导

长沙市贺龙体育文化应围绕贺龙体育中心配置贺龙体育馆、游泳馆、射击馆、网球场等体育场馆和游乐中心、商业广场、剧院和公园等,形成以体育为主、文化和商贸为辅的发展方针,建立一个具有地方特色的世界级体育文化中心。

2.2.3 场馆经营管理投资结构

该研究建议长沙贺龙体育场馆的前期建设投资主要由政府承担,但在后期的经营管理中需逐步吸纳包括民间融资、承包租赁资金、商业展览租金、会议中心租金、商业演出场地租金等各种渠道的社会资金来弥补场馆经营管理上资金的不足,确保场馆的经营效益,以保证场馆的持续性发展。

2.2.4 体育场馆经营管理内容

在进行以上分析的基础上,该研究建议长沙贺龙体育中心经营管理的内容主要包括以下内容。

日常经营管理。体育场馆日常经营管理,就是协调、监督、调节体育场馆的各项服务或劳务产品的生产和销售活动,使体育经营效益达到最大且最优。

长沙贺龙体育中心日常经营管理主要包含以下内容:场馆日常维护和保养,承办湖南省和长沙市的各种体育文化活动、全民健身活动等;组织包括长沙国际马拉松、城运会等各种体育活动,保证体育场馆在满足社会体育文化发展需要的同时,最大程度提高体育场馆利用效率;产物资管理是指根据财经管理制度以及结合管理部门自身实际,优化配置财务资产,使其达到最大回报率;根据业务开展情况,制定贺龙体育场发展资金预算,并贯彻执行等。

经营业务管理。长沙贺龙体育中心主要作用是为开展体育文化活动提供场地条件支持,以满足社会健身和竞技比赛需要,因此,长沙贺龙体育中心的经营业务可以开展如长沙国际马拉松、《我是歌手》文化表演、长沙市民的健身娱乐等推出有针对性的服务项目。在此基础上不断拓展服务种类和经营范围,例如,“华语金曲音乐会”等文艺演出。这不仅可以提高体育场馆利用效率,还可以为贺龙体育中心的发展增加资金收入,为贺龙体育中心的日常运营增加资金来源。

3 结语

体育场馆是进行运动训练、运动竞赛及身体锻炼的专业性场所。体育场馆经营管理的目标是为了充分挖掘我国现有体育场馆的潜力,使其更好地为运动训练、运动竞赛和全民健身服务,并通过场馆的经营管理活动,求得社会效益和经济效益的同步增长,该文以贺龙体育中心为例,建立体育场馆经营管理模型,为体育场馆的经营管理提供参考。

参考文献

[1]涂俊彪.“长株潭”两型社会体育科技成果转化研究[J].产业与科技论坛,(10):90-91.

[2]彭雨,张国清.两型社会建设中湖南城市社区体育资源的配置研究[J].体育科技文献通报,,20(4):2-3.

[3]雷慧,鄧罗平.两型社会下高校体育资源配置方式的定位及策略[J].体育成人教育学刊,(1):25-27.

篇3:体育场馆经营管理模型建立研究与分析的论文

1.1 体育场馆策划理论研究

1.1.1 体育场馆策划概念

体育场馆策划是指在确定体育场馆总体规划目标后,根据科学办法和市场研究数据,运用定向、定量的研究得出体育场馆设计依据的一门科学的建筑设计方法。

体育场馆策划的科学方法主要包含以下3个要素:需运用市场营销和建筑学的基本原理;需充分利用市场经验和技术规范,但不能依赖经验和规范;以实态调查为基础,运用计算机、专业软件等信息化手段对目标进行研究分析。

体育场馆策划的内容主要包含以下4个方面:明确体育场馆建设目标;把握体育场馆建设项目内外部条件;表述体育场馆建设项目空间构想;确定体育场馆建设项目实现手段。

1.1.2 制定目标

建设开发目标就是指建设开发所需要达到最终结果的实现状态。体育场馆策划的基本目标主要包含以下4个方面。

通过合理布局,完善体育配套设施以促进体育馆服务功能多样化,满足人民群众不断增长的体育运动需求,实现充分发挥体育场馆服务社会、服务大众的社会效益。

通过提高场馆保障能力,完善场馆管理工作流程以更好地为体育运动训练、体育赛事组织服务,促进竞技体育水平及比赛质量的提高。

通过创新运营管理理念,形成场馆运营市场观念,采用多元化、信息化的营销手段来提高体育场馆的利用效率和经营效益。

通过体育场馆建设和运营来促进城市功能完善,通过大型赛事组织来提升城市知名度及城市综合服务能力。

1.1.3 市场调研

要确定体育场馆项目的目的性,首先需要通过市场调研确定体育场馆建设项目的消费者辐射半径,并以此作为项目定位和决策的依据来实现体育场馆投资效益回报的最大化;其次,需要根据对体育场馆的定位、规划、市场前景,投资风险的调查研究分析为对后续营销推广策略提供有力支持;同时通过市场调研可以充分正面接触消费者,对场馆进行前期宣传推广、树立体育场馆建设项目的品牌形象,获得广泛的社会公众认知度和关注度。

1.2 体育场馆经营管理模式分析

目前,国内外常见的3种体育场馆经营模式如下表所示。

篇4:浅谈基于rebar单元的航空轮胎模型建立与分析论文

浅谈基于rebar单元的航空轮胎模型建立与分析论文

航空轮胎是飞机起落架的主要组成部分,担负着飞机起飞、着陆和滑行的关键作用,也是飞机起降时唯一直接接地的部件。相对于地面汽车轮胎来说,航空轮胎速度高、负荷大、充气内压高的使用特点决定了其必须承受比其他类型轮胎更苛刻的考验。本工作以H44.5×16.5-21型航空轮胎为研究对象,利用有限元分析方法,对航空轮胎进行仿真分析,研究其各项力学特性,可用于航空轮胎的结构设计与性能优化。

1 航空轮胎的建模

1.1 模型的简化

航空轮胎的结构及其力学特征非常复杂,建立有限元分析模型时,要综合考虑轮胎的材料非线性、几何非线性、接触非线性,这样会导致计算非常复杂。因此,在实际要求允许的情况下,可以对轮胎模型进行简化,以期在收敛的结果下尽量得出轮胎在充气载荷下的真实变形情况。

1)轮胎在充气、受载荷的过程中整体受力情况是轴对称的,因此在进行有限元分析时,为了简化分析和计算过程,取断面的一半进行分析,也便于后期计算的收敛。

2)对于轮胎充气过程的模拟,采用二维轴对称模型不但可以反映工况特点,而且还节约了建模及计算时间。

3)在建立二维轴对称模型时,简化了轮胎结构的一些细节,比如胎面花纹,因为它对充气作用下轮胎分析结果影响不大。

4)航空轮胎中的胎体帘布层均是帘线橡胶复合材料,其性能呈现明显的各向异性。

采用加强筋(rebar)模型。加强筋模型是将加强筋部分和基体部分由加强筋单元和实体单元来表示,即在基体单元中包括一层或更多层不同方向的带束层。基体单元和加强筋单元用的是相同的节点,没有引入附加自由度,不增大计算规模。

在ABAQUS中有2 种方法定义rebar单元:一种是直接将rebar单元定义在橡胶实体单元内;另一种是先将rebar单元定义在面单元上,再将面单元嵌入到相应的橡胶实体单元内。本研究采用第二种方法。

1.2 单元类型的选择

模拟中单元类型的选择依据:

1)作为典型的非线性超弹性材料,橡胶具有不可压缩或近似不可压缩的特点,当承担一定的负荷时,橡胶的变形会很大,而其总体积却不会增大,因此不能通过唯一节点的特性来计算橡胶所受的应力大小,所以选择杂交单元来模拟,它具有对附加自由度的应力计算;

2)在接触计算中,轮胎对单元的选择很严格,因此选取用四边形单元(二维空间)来模拟;

3)摩擦接触计算中容易出现局部单元扭曲问题。与二阶单元相比,线性单元能更好地对局部单元的扭曲进行模拟,因此选择线性单元;

4)由于线性减缩积分单元在进行轮胎分析时,其精度不如完全积分单元精度高,因此不选减缩积分单元;

5)帘布层的帘线方向与轮胎子午线方向呈一定角度,轮胎会发生绕旋转轴的扭转变形,所以应选择扭曲单元。

综上所述,所选择的单元类型为:平面轴对称模型中橡胶基体tire单元用CGAX4H(4节点、双线性、扭曲、完全积分、常压力杂交实体单元)和CGAX3H(3节点、双线性、扭曲、完全积分、常压力杂交实体单元);rebar单元选SFMGAX1(2节点、线性、扭曲、轴对称膜单元)。

1.3 轮胎有限元模型的建立

通过单轴拉伸试验测得单一材料的应力应变曲线,Yeoh模型对较复杂的变形状态具有良好的预报能力,因此选用Yeoh模型进行曲线拟合。H44.5×16.5-21型航空轮胎的二维模型。总共生成节点6 129个,单元5 942个。其中包括

2 轮胎的有限元分析结果

2.1 位移分析

轮胎充气后的变形图。充气结束后实测所得断面宽为408mm,外直径为1 122mm。胎冠部分向外突出最明显,最大位移出现在胎冠处,胎侧处稍微往里收缩,轮胎的胎圈部分基本保持不动,胎肩处的变形为前两者的过渡。胎面上的轮胎半径参考点向外扩张,沿U1位移31.872mm,充气后的轮胎半径为1 079.744mm。断面宽度测量点沿U2方向扩张,位移为21.248mm,充气后的轮胎断面宽度为410.496mm,符合表1中所规定的轮胎充气尺寸范围。与实测轮廓相比轮胎变形的'趋势比较接近实测轮廓,能和实测轮廓很好地吻合。

2.2 应力分析

不含钢丝圈与含钢丝圈的轮胎充气后VonMises应力分布。含与不含钢丝圈的轮胎充气后最大位移是相同的。在轮胎中钢丝圈的周向应力是最大的,远远大于轮胎中其它的部位。这是因为轮胎断面为“C”形开口状,当内部充气时,必须使用周向刚度很大的钢丝圈来箍住胎圈,防止其产生径向移动而脱离轮辋,由此可得钢丝圈是轮胎结构中非常关键的受力部件。

2.3 帘线受力分析

含钢丝圈的轮胎充气后帘线应力分布。

充气完成后,帘布层在胎冠部位的周向应力也较大。帘布在胎体中为主要受力构件,它在周向和子午方向的应力比较突出,周向应力由胎冠到胎圈有明显的减小趋势;而子午方向应力在胎肩处比较大,其次是胎冠和胎侧,三角胶处稍微小一些。可见充气轮胎中帘线和钢丝圈等骨架材料承担主要受力部分,橡胶并不是主要受力部件。

2.4 应变分析

含钢丝圈的轮胎充气后应变分布整个胎体的应变比较均匀,厚度方向有显著的压缩应变,这是由于胎体沿厚度方向的弹性模量比较低,接近于橡胶的弹性模量而造成的。由此可知轮胎在充气状态下胎体厚度有明显变薄的特征。

3 结 论

对比所获得的充气轮胎的断面宽和充气半径,符合轮胎的参数要求范围,对充气后胎面、胎肩、胎踵等各部分的Mises应力变化进行分析,得出各部分产生的应力主要由帘线材料来承担,最大应力出现在钢丝圈处。证明了基于rebar单元方法所建立的轮胎模型的有效性。该模型有助于进一步分析轮胎的力学特性。

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