【正文】 m) (tf 計算結(jié)果表狀態(tài)位置參數(shù)計算值計算參數(shù)設(shè)計時疲勞檢算時下側(cè)上側(cè)下側(cè)上側(cè) (tfm/)下側(cè)上側(cè)以下所表示的是，在設(shè)計時下側(cè)的計算例M=（tf 彎矩位置M(tfm/)M(tfm/)下側(cè)上側(cè)（4）運輸時運輸時。 彎矩位置M(tfm/m)M(tfm/m)M(tf =++=(cm) ==(cm) = =(cm) =5． 彎矩 （1）設(shè)計時。 對于軌道板來說，因為可以忽略在恒載作用下的彎曲應(yīng)力，所以假定= ?。?） 由于松弛PC圓鋼拉應(yīng)力的損失因松弛PC圓鋼拉應(yīng)力的損失率：3%（4） 有效預(yù)應(yīng)力有效預(yù)應(yīng)力 有效預(yù)應(yīng)力： （5） 鋼筋約束力：在鋼筋約束力作用下的混凝土拉應(yīng)力為（6） 最終有效預(yù)應(yīng)力（7） 疲勞檢算時的合成應(yīng)力值下側(cè)： PC圓鋼采用SBPR95/110Φ13mm=(mm2)=19（根）鋼筋（HRB335）= =1220根（假定）=20=(cm2)鋼筋換算截面 =49519+(61)2=()假設(shè)計算截面的PC圓鋼早期拉應(yīng)力為 =72(kgf/mm2)（試算而確定的值）（1）因彈性變形而引起的PC圓鋼應(yīng)力的損失 Δ式中 ΔPC圓鋼拉應(yīng)力的損失值彈性模量比σcpg由于預(yù)應(yīng)力，PC圓鋼形心位置的混凝土應(yīng)力值因而預(yù)加應(yīng)力之際的PC圓鋼的應(yīng)力為 （2）因混凝土徐變、干燥收縮所引起的PC圓鋼應(yīng)力的損失式中 — 因混凝土徐變，干燥收縮所引起PC圓鋼拉應(yīng)力損失值； —徐變系數(shù)（=） —在所研究的PC圓鋼拉形心位置上的混凝土壓應(yīng)力值；—彈性模量比 —混凝土趕在收縮率（=15 105）—在所研究的PC圓鋼形心位置上預(yù)加應(yīng)力之際的預(yù)應(yīng)力；—預(yù)加應(yīng)力之際PC圓鋼的拉應(yīng)力值。m/m)彎曲應(yīng)力 下側(cè) 彎矩下側(cè) =(tfm/)制造時下側(cè)上側(cè)運輸時下側(cè)上側(cè)施工時下側(cè)上側(cè)對軌道縱向和軌道橫向進行疲勞檢算時，是以令預(yù)應(yīng)力為條件，計算所需的預(yù)加的應(yīng)力量。m）外力矩 方向狀態(tài) 位置軌道縱向（tf 施工時（1）軌道縱向下側(cè)（），P0=(tf)(為進行作業(yè)，人員和器具的重量)=+=（tfm)(制造時)=2=2=(tfm)(制造時) =3=3=(tf 基于同上的理由，m)=(tf=+= =由此，按以往的算式進行計算 /=+1/= 軌道板外力矩 制造時(1)軌道縱向。 軌道橫向。 軌道縱向 所示的斜線部分進行計算。 外 力 矩 M(d把鋼軌、軌道板、鋼軌扣件、CA砂漿和作用在鋼軌上的荷載視為一個系統(tǒng)，用有限元方法分析板式無砟軌道在荷載作用下鋼軌和軌道板的變形和內(nèi)力，該計算方法理論清晰、步驟明確、計算簡單，并且可以通過有限元軟件ANSYS實現(xiàn)結(jié)構(gòu)分析，能滿足設(shè)計、施工要求，對不同工況有很好的通用性。當(dāng)荷載作用于板端時，軌道板出現(xiàn)最大橫向正彎矩。M)有板式軌道力學(xué)計算結(jié)果可知，當(dāng)荷載作用于板中時，軌道板出現(xiàn)最大縱向正彎矩。M)軌道板橫向最大負(fù)彎矩(KNM)軌道板橫向最大正彎矩 (KNM)軌道板縱向最大負(fù)彎矩(KN ANSYS模型（由于對稱性，采用1/2板寬） ANSYS網(wǎng)格劃分及耦合 板端受力時縱向及橫向受力圖根據(jù)以上ANSYS結(jié)果，項目荷載作用板中荷載作用板端軌道板最大撓度 mm mm軌道板縱向最大正彎矩 (KN 板式無砟軌道設(shè)計參數(shù)部件項目單位數(shù)值備注鋼軌彈性模量MPa泊松比—轉(zhuǎn)動慣量斷面積軌高扣件剛度60扣件間距軌道板彈性模量MPa36000泊松比—長度寬度厚度CA砂漿彈性模量MPa板下布滿泊松比—100厚度混凝土地板彈性模量MPa32500泊松比—寬度厚度土路基彈性模量MPa190泊松比—厚度3計算時，采用有限元分析軟件ANSYS進行模型求解。Mpa。 m,扣件支點膠墊的彈性系數(shù)為60 MN/m。、 m、 m。(3)不考慮凸型擋臺對軌道板的橫向作用,未考慮混凝土基礎(chǔ)等下部結(jié)構(gòu)沉降的影響,同時忽略相鄰軌道板之間作用的相互影響。(1)扣件、CA砂漿層的變形符合文克爾(Winkler)假定。現(xiàn)以普通板式軌道為例,把鋼軌、軌道板、扣件、CA砂漿層和作用在鋼軌上的荷載視為一個系統(tǒng)。發(fā)展到現(xiàn)在,我國常用的無砟軌道有板式軌道、長軌埋入式和彈性支承塊式無砟軌道三種基本型式。由于無砟軌道具有軌道平順性高、剛度均勻性好、軌道幾何形位能持久保持、以及維修工作量可顯著減少等特點,在世界各國鐵路上得到了程度不同的發(fā)展,而在高速鐵路上應(yīng)用無砟軌道,尤以日本、德國最為廣泛。(12)ANSYS Workbench系列：是ANSYS公司推出的繼承多項新技術(shù)的產(chǎn)品系列，具有開放性的開發(fā)平臺，可以實現(xiàn)與CAD集成及雙向參數(shù)化，定制用戶化的完整CAE解決方案。(10)ANSYS／LSDYNA：提供顯式計算功能，可解決高度非線性結(jié)構(gòu)動力問題，主要進行模擬板料成形、碰撞、爆炸、大變形沖擊、材料非線性、多體接觸等計算。(9)ANSYS／Emag：進行電磁分析。(7)ANSYS／ED：具有ANSYS／Multiphysics全部功能，但規(guī)模限制在極小的級別內(nèi)，用于教學(xué)目的。(5)ANSY5／Th：從ANSYS／Mechanical中派生出來的，僅可進行熱分析。(3)ANSYS／Structural：可以進行完整的結(jié)構(gòu)分析功能，包括幾何非線性、材料非線性、單元非線性、屈曲分析以及各種動力學(xué)分析。它能夠進行結(jié)構(gòu)、熱力學(xué)、電磁學(xué)、流體動力學(xué)分析，還可以對這四種物理場進行耦合分析，但是不能進行顯式動力學(xué)分析。下面分別對這些產(chǎn)品或模塊作以介紹。(14)用戶優(yōu)化：可以用自己的算法和中斷準(zhǔn)則替換ANSYS優(yōu)化過程?？梢杂盟硭畡恿d荷。(11)用戶載荷：體載荷如溫度、熱生成和頻率(中子流)；面載荷如壓力、對流、熱流和電勢密度等可用子程序定義?？梢远x不超過6個失效準(zhǔn)則。(8)用戶超彈性：適用于超彈性單元。程序內(nèi)部沒有熔脹準(zhǔn)則。(5)用戶蠕變方程：允許用戶定義自己的蠕變方程。(3)用戶摩擦系數(shù)：適用于接觸單元“CONTAC48”和“CONTAC49”。 對于分層的單元，可以定義層的坐標(biāo)系方位。ANSYS軟件的開放結(jié)構(gòu)允許連接自己的FORTRAN程序和子過程。本功能主要用于鉆（如開礦和挖隧道等)，建筑物施工過程(如橋梁的建筑過程)，順序組裝(如分層的計算機芯片組裝)和另外一些用戶可以根據(jù)單元位置來方便池激活或不激活它們的一些應(yīng)用中。如果模型中加入(或刪除)材料，模型中相應(yīng)的單元就“存在“(或“消亡”)。用戶只需要給出結(jié)構(gòu)的參數(shù)(材料特性、模型、載荷等)和要省去的材料百分比，程序就能自動進行優(yōu)化。拓?fù)鋬?yōu)化的目標(biāo)是尋找承受單荷或多載荷的物體的最佳材料分配方案。3)拓?fù)鋬?yōu)化。如：尺寸(如厚度)、形狀(如過渡圓角的大小)、支撐位置、制造費用、自然頻率、材料特性等。它是一種尋找確定最優(yōu)方案的技術(shù)。例如：在壓電力分析中，需要同時求解電壓分布(電場分析)和應(yīng)變(結(jié)構(gòu)分析)。考慮兩個或多個物理場之間的相互作用?？蛇M行四種類型的分楊：靜態(tài)分析、模態(tài)分橋、諧波響分析和瞬態(tài)響應(yīng)分析。用于分析二維或三維結(jié)構(gòu)對AC(交流)、DC(直流)或任意隨時間變化的電流或機械載荷的響應(yīng)。這些功能可用來確定音響話筒的頻率響應(yīng)，研究音樂大廳的聲場強度分布，或預(yù)測水對振動船體的阻尼效應(yīng)。(8)聲場分析。并且可以利用后處理功能產(chǎn)生壓力、流率和溫度分布的圖形顯示。ANSYS流體單元能進行流體動力學(xué)分折，分析類型可以分為瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)。還可用于螺線管、調(diào)節(jié)器、發(fā)電機、變換器、磁體、加速器、電解槽及無損檢測裝置等的設(shè)計和分析領(lǐng)域。(6)電磁場分析。熱傳遞的三種類型均可進行穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)、線性和非線性分析。(5)熱分析。ANSYS程序可以分析大型三維柔體運動。ANSYS程序可求解靜態(tài)和瞬態(tài)非線性問題，包括材料非線性、幾何非線性和單元非線性三種。(3)結(jié)構(gòu)非線性分析。與靜力分析不同，動力分析要考慮隨時間變化的力載荷以及它對阻尼和慣性的影響。(2)結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析。用來求解穩(wěn)態(tài)外載荷引起的系統(tǒng)或局部的位移、應(yīng)變、應(yīng)力和力。此外，POST26還可以：進行曲線的代數(shù)運算，變量之間的加減乘除運算以產(chǎn)生新的曲線；進行絕對值、平方根、對數(shù)、指數(shù)、最大值及最小值運算；求曲線的微積分運算；從時間歷程中生成譜響應(yīng)等。POST1還提供誤差估計、載荷工況組合、結(jié)果數(shù)據(jù)的計算和路徑操作等功能。(1)通用后處理模塊(POST1)通用后處理器可以用于查看整個模塊或選定的部分模塊在某一子步(時間步)的結(jié)果。完成計算后，可通過后處理模塊將計算結(jié)果以彩色等值線顯示、云圖顯示、梯度顯示、矢量顯示、粒子流顯示、立體切片顯示、透明及半透明顯示等圖形方式顯示出來，也可以將結(jié)果以圖表、曲線形式顯示或輸出。根據(jù)所作分析的類型，載荷步選項可有可無。子步也稱時間步，代表一段時間。子步是指一個載荷步中增加的步長。載荷步僅僅指可求得解的載荷配置。在ANSYS中，載荷分為六類，即，DOF約束；力；表面分布載荷；體積載荷；慣性載荷；耦合場載荷。(1)定義分析類型和分析選項用戶可以根據(jù)所施加的載荷條件和所要計算的響應(yīng)來選擇分析類型。求解模塊是程序用來完成對已經(jīng)生成的有限元模型進行力學(xué)分析和有限元求解。從網(wǎng)格劃分的功能來講，則包括延伸劃分、映射劃分、自由劃分和自適應(yīng)劃分4種方式。無論采用何種方法建模都需要進行布爾操作來組合結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)．同時還可以來用拖拉、旋轉(zhuǎn)、拷貝、蒙皮、倒角等操作，構(gòu)建符合用戶需要的模型。對于一個有限元模型，圖元等級從下到上依次是：點、線、面和體。(1)參數(shù)定義ANSYS程序在進行結(jié)構(gòu)建模的過程中．首先要對所有被建模的材料進行參數(shù)定義，包括定義單位制、定義所使用單元的類型、定義單元的實常數(shù)、定義材料的持性以及使用材料庫文件，等等。它為用戶提供了一個強大的實體建模及網(wǎng)格劃分工具，用戶可以方便地構(gòu)造有限元模型，軟件提供了100余種單元類型，用來模擬工程中的各種材料。ANSYS軟件主要包括三個部分：前處理模塊、求解模塊、后處理模塊。方便的二次開發(fā)功能。(9)良好的用戶開發(fā)環(huán)境。(8)具有多層次多框架的產(chǎn)品系列。(6)具有多種求解器，可以適用于不同的問題和配置。(4)強大的非線性分析功能。(3)極為強大的網(wǎng)格處理能力。(2)強大的多場及多場耦合分析求解功能。(1)與CAD軟件的無縫集成。它在功能、性能、易用、可靠性以及對運行環(huán)境的適應(yīng)性方面，滿足了用戶的當(dāng)前需求，幫助用戶解決了許多工程實際問題，為科研盡心服務(wù)。ANSYS是第一個集成計算流體動力學(xué)(CFD)功能，也是唯一包括多物理場分析功能的軟件。該軟件運行于大多數(shù)計算機及操作系統(tǒng)(如Windows，UNIX，Linux和IRIx和HP—UX)。4. ANSYS軟件基本介紹 概述ANSYS(Analysis System)是20世紀(jì)70年代由美國ANSYS公司研制開發(fā)的工程分析軟件。首先要考慮和我國自主版權(quán)的CAD軟件集成。(3)與具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的CAD軟件集成當(dāng)今有限元方法的一個重要特點是與CAD軟件的無縫集成。國內(nèi)不少人在這方面做了很多工作，但是由于當(dāng)時PC機上的圖形支撐環(huán)境有限，所以開發(fā)的效果都不甚理想。為此，我們必須發(fā)展有自主版權(quán)、用于分析流體等非固體力學(xué)和交叉學(xué)科的軟件。經(jīng)過幾十年的研究和發(fā)展，用于求解固體力學(xué)的有限元方法和軟件已經(jīng)比較成熟，現(xiàn)在研究的前沿問題是流體動力學(xué)、可壓縮和不可壓縮流體的流動等非固體力學(xué)相交叉學(xué)科的問題。對國內(nèi)FEM程序開發(fā)者來說，應(yīng)該從下面幾方面加以努力。今天，工程師可以在集成的CAD和FEM軟件環(huán)境中快捷地解決一個在以前無法應(yīng)付的復(fù)雜工程分析問題。并按要求將大量的計算結(jié)果整理成變形圖、等值分布云圖，便于極值搜索和所需數(shù)據(jù)的列表輸出。因此目前幾乎所有的商業(yè)化有限元程序系統(tǒng)都有功能很強的前置建模和后置數(shù)據(jù)處理模塊。但是如果用手工方來建立這個模型，然后再處理大量的計算結(jié)果則需用幾周的時間。(3)增強可視化的前置建橫和后置數(shù)據(jù)處理功能隨著數(shù)值分析方法的逐步完善，尤其是計算機運算速度的飛速發(fā)展，整個計算系統(tǒng)用于求解運算的時間越來越少，而數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和運算結(jié)果的表現(xiàn)問題卻日益突出。眾所周知，非線性的數(shù)值計算是很復(fù)雜的，它涉及到