现代有轨电车槽型轨道除污装置设计研究

现代有轨电车普遍采用槽型轨,为研究其清洁装置,设计了一种针对槽型轨内粘附性较强污物的松动机构,利用ADAMS进行动力学仿真,使轨道清洁的过程可视化。针对3种运动情况下不同刚度的扭转弹簧进行模拟和动力学分析,将扭转弹簧的刚度离散化的分成10个梯度,分析了机构运动和污物松动的过程,确定了最佳扭转弹簧刚度和对应工作转矩,为设计出符合运动要求的扭转弹簧提供依据。结果表明:使用该方法优化设计的机构,能够满足工作要求,有效松动清洁槽型轨。     

CGD型长钢轨吊运装置

铁道无缝线路较之短轨线路具有一系列优越性,例如可以满足铁路运输高速、重载、安全和经济的要求,是铁道线路现代化的发展方向。无缝线路要首先在焊轨厂将12.5 m长的短轨焊接成200～500 m长的长轨,然后将长轨运送到路基上铺设。在焊轨厂的生产过程中,将长轨摆齐、多层、紧凑地贮存在存轨场里或装     

地铁车辆一系钢弹簧中高频 动态特性分析

现场测试发现地铁车辆一系钢弹簧断裂失效与其运营中表现出的中高频动态特性有关。为研究地铁车辆一系钢弹簧的动态特性,对线路运行的车辆零部件进行动态行为测试,发现一系钢弹簧在中高频段的动态响应异常明显。通过建立一系内外圈钢弹簧的有限元模型,计算分析了钢弹簧在中高频段的固有模态特性、动刚度特性、弹簧动态应力分布特征和橡胶垫刚度对弹簧应力的影响。结果表明:安装状态下内外圈钢弹簧的一阶模态频率分别为58 Hz、52 Hz,其与调查线路钢轨主波长波磨的通过频率相近。在1～1000 Hz位移激励下,一系钢弹簧刚度大小存在频变特性,在钢弹簧固有频率附近发生突变。60 Hz位移激励条件下,钢弹簧出现共振现象时,动态响应最为明显;其动剪应力呈波浪形分布,内簧1.3圈内表面、外簧1.5圈内表面附近的动剪应力最大。钢弹簧动剪应力与橡胶垫刚度正相关,减小弹簧橡胶垫的刚度可降低弹簧动剪应力水平。     

大型超精密机床导轨卸荷系统结构设计与测试

设计制造了一种新型的,适用于大型超精密机床的导轨卸荷系统.分析了卸荷系统中弹簧数量对卸荷系统性能的影响,并设计了连接卸荷浮板与导轨负荷的卸荷弹簧机构用于精确调整卸荷量的大小,并测试了卸荷弹簧的刚度.设计了卸荷浮板结构并对其在不同供气压力下的气膜厚度、气膜刚度与承载能力进行了计算,设计并校核了卸荷梁.用单尺反转法,测试了卸荷系统作用下的主导轨直线度精度,当卸荷量为1 200 kg时,主导轨直线度为0.375μm/600mm;在卸荷系统作用下,该机床加工出了φ1000 mm的铝件,表面粗糙度Ra达到了12 nm.实验结果表明,本文设计的卸荷系统机构,能够保证超精密机床主导轨达到高精度的直线度要求.     

Translohr有轨电车导向轨轮接触模型研究*

基于调研上海张江Translohr有轨电车线路导向轨磨耗的基础上,推断出导向轮与导向轨的两种稳定的接触状态：两导向轮的踏面与倒V形导向轨的两个顶面接触,以及一侧导向轮轮缘与导向轨一侧轨腰接触状态。在忽略接触点位置变化的前提下,提出导向轮与导向轨之间的接触关系可简化为四点单边弹簧的等效力学模型。在Matlab/Simulink环境中建立Translohr有轨电车的动力学模型,其中动力走行部模型中引入Dummy体以简化空间四连杆的导向机构。仿真计算Translohr有轨电车在不同半径曲线上的轮轨接触状态,并实际测量了Translohr有轨电车在上海张江线路的轮轨导向力。仿真结果说明在40 m半径曲线上处于导向轮踏面与导向轨顶面接触接触状态,在25 m半径的曲线上出现一侧导向轮踏面和轮缘接触状态。仿真得到的轮轨导向力数值与实际测量结果具有较好的一致性。建立的导向轮轨模型可用来研究Translohr有轨电车导向轨侧磨产生的条件和影响因素。     

悬挂系统参数对轨交车辆运行平稳性的影响分析

介绍了轨交车辆悬挂系统的组成与作用,分析了轨交车辆运行平稳性及其指标。以某型轨交客车为研究对象,应用SIMPACK软件建立车辆动力学模型,分析悬挂系统参数对轨交车辆运行平稳性的影响。通过分析,得到空气弹簧刚度、阻尼系数及其它悬挂关键参数对轨交车辆运行平稳性的影响规律。     

叠层橡胶金属弹簧轴向刚度特性研究

针对一种动力充压容腔机构,采用仿真的方法对叠层橡胶金属复合弹簧的轴向刚度特性进行了研究。基于静力学分析的结果表明,叠层橡胶金属弹簧的轴向静刚度为2．010×105N／mm,在0．4 MPa内压的作用下应力最大值在弹簧的底部。动力学仿真分析得出了叠层橡胶金属弹簧在变形不大的情况下刚度值基本是一个定值的结论,并通过曲线拟合的方式求得叠层橡胶金属弹簧的轴向刚度为2．023×105 N／mm。最后用仿真计算结果与动态试验数据的对比结果证明,动态仿真结果与试验结果较为接近。     

渐变刚度钢板弹簧的模拟仿真

应用离散梁原理，在ADAMS／Car模式下建立了钢板弹簧的仿真模型；并用共同曲率法推导出渐变刚度钢板弹箦的刚度计算公式。最后对某一钢板弹簧进行建模仿真，仿真结果与理论计算和试验结果进行了对比分析，证明该建模方法的可行性，为汽车悬架、整车的进一步仿真分析奠定了基础。     

简易的安全阀弹簧刚度检验装置

弹簧是安全阀中不可缺少的零件，其刚度对安全阀工作的稳定性影响很大。为检测弹簧刚度，保证安全阀性能，设计了一种简易的弹簧刚度检测装置（图1）。     

地铁小半径曲线轨侧润滑对钢轨的减磨效果研究

对某地铁线路轮轨磨耗进行现场测试,掌握了该线路轮轨磨耗特征。利用动力学软件UM建立地铁车辆-轨道动力学模型,采用Hertz接触理论和FASTSIM算法分别计算轮轨法向力和切向力,结合Archard磨耗模型对小半径曲线外轨轨侧润滑的减磨效果进行预测,提出小半径曲线钢轨磨耗控制措施。钢轨磨耗测试结果表明,由于该线路小半径曲线外轨缺乏有效润滑,导致外轨以侧面磨耗为主,曲线半径越小侧磨越严重。仿真结果表明,小半径曲线采用外轨轨侧润滑的方式能显著降低钢轨侧面磨耗量;在半径为350 m的曲线外轨侧施加润滑可使外轨磨耗降低9%～34%;当半径为650 m时,外轨侧面润滑的减磨效果已不明显。根据仿真结果,建议半径600 m以下的曲线对外轨轨侧进行适当润滑,可有效缓解钢轨磨耗。     

变流量轴向柱塞泵恒压阀性能优化

变流量轴向柱塞泵输出压力的稳定性是衡量性能的重要指标,恒压阀性能对压力稳定有很大影响。利用AMESim建立变流量轴向柱塞泵模型,设置恒压阀不同高压弹簧刚度和回位弹簧刚度进行仿真分析,以变流量轴向柱塞泵输出压力波动幅度和压力降低值为参考,仿真分析发现此工况下高压弹簧刚度为350 N/mm、回位弹簧刚度为10 N/mm时变流量轴向柱塞泵输出压力最稳定;计算控制阀滑阀副不同间隙对应摩擦力并进行仿真分析,发现在控制阀阀芯两端直径差值为4μm、控制阀阀芯和阀套平均间隙为13μm、泄漏间隙为15μm时,泵输出压力整体最稳定;控制阀阀芯开口为正开口时,能提高负载减小后的压力值,阀芯开口为0.03 mm时,泵输出压力更稳定。     

工字截面梁轨结构裂纹损伤的小波有限元定量诊断

研究工字截面梁轨结构裂纹定量识别中的正反问题,即通过裂纹位置和深度求解结构的固有频率以及利用结构的固有频率,识别裂纹位置和深度.裂纹被看作为一扭转线弹簧,利用工字梁裂纹应力强度因子推导出线弹簧刚度,构造出结构的小波有限元刚度矩阵和质量矩阵,从而获得裂纹结构的前3阶固有频率.通过行列式变换,将反问题求解简化为只含线弹簧刚度一个未知数的一元二次方程求根问题,分别做出以不同固有频率作为输入值时裂纹位置与裂纹深度之间的解曲线,曲线交点预测出裂纹的位置与深度,试验结果验证算法的有效性.     

轮对-轨道系统波磨预测模型的建立及预测分析

基于摩擦自激振动导致钢轨波磨的理论,通过轨下垫板等效替代扣件系统,建立轮轴之间采用过盈配合的轮对-轨道系统的有限元预测模型,采用复特征值分析法预测轮轨系统的摩擦自激振动。通过对比所建模型和采用弹簧阻尼对模拟扣件的模型之间的差异,发现所建模型在预测效果上更接近现场测试结果。通过控制变量法研究摩擦因数、轨下垫片等效弹性模量对波磨预测结果的影响。仿真结果表明：摩擦因数在0.2～0.6范围内时,随着摩擦因数的增大波磨发生的可能性会增加;扣件垂向刚度在50～90 MN/m范围内时,随着扣件刚度的增大即轨下垫板等效弹性模量的增大,系统发生不稳定振动的可能性会降低。仿真预测与实验结果一致,进一步验证了模型的有效性。     

基于数值仿真的往复式压缩机进气阀参数研究

应用计算流体动力学方法(CFD)对往复式压缩机进气阀的工作过程进行内流场的瞬态数值模拟,确定了膨胀、进气过程中温度场、压力场、速度场等物理场的分布,研究了曲轴转速、弹簧刚度对进气阀工作特性的影响。计算结果表明:进气阀工作过程的仿真必须对膨胀和进气过程进行连续动态模拟以确定工作特性;对于一定结构的进气阀,当弹簧刚度由455N/m增大到8000N/m时,压缩机进气量从11.3×10-3m3降至8.8×10-3m3,因为泄漏,在刚度为2000N/m时具有最大实际吸入量11.2×10-3m3;当曲轴转速由300r/min提高到2000r/min时,实际吸入量由11.6×10-3m3降至8.6×10-3m3;从避免阀片颤振、降低瞬时流量波动、限制关闭滞后角和泄漏量以及提高实际吸入气量等方面综合考虑,较合理的弹簧刚度在2000N/m左右,大于原设计的455N/m。通过对进气阀的数值模拟,为优化弹簧刚度、进一步分析变转速下气阀的工作性能提供了依据。     

非公路车辆悬挂系统橡胶弹簧建模与非线性特性分析

根据橡胶变形的特点及其本构方程，应用有限元方法建立了橡胶弹簧二维半平面模型和1／8立体模型，对其非线性刚度特性进行了计算仿真。通过试验进一步修改模型，使其结果与试验具有很好的一致性，可为橡胶弹簧的结构优化设计和工程应用提供理论支持。     

弹簧轴向刚度与横向刚度试验数据分析

使用弹簧横向刚度试验机,对某机车弹簧试样进行力学性能检测。弹簧试样在轴向载荷作用下,得到弹簧剩余高度及弹簧轴向刚度的检测结果;弹簧试样在轴向载荷和横向位移载荷共同作用下,得到弹簧横向载荷和弹簧横向刚度的检测结果。对弹簧轴向刚度和横向刚度的试验数据进行了分析。     

单气室变截面空气弹簧刚度特性及影响因素分析

研究膜式空气弹簧的刚度特性,分析影响膜式空气弹簧刚度的因素。活塞形状是影响膜式空气弹簧的主要因素,不同的活塞形状对应着不同的刚度特性。膜式空气弹簧的刚度特性没有统一的标准,每种活塞形状都有相对应的刚度特性。基于膜式空气弹簧的这种特点,推导出曲线回转体空气弹簧的刚度公式。其中,活塞作用高度与空气弹簧位移的关系是推导单气室变截面空气弹簧刚度特性的关键因素,提出分段推导活塞作用高度与空气弹簧位移关系的方法。在建立单气室变截面空气弹簧的模型过程中,分析活塞结构尺寸变化对单气室空气弹簧刚度特性的影响。在空气弹簧基本结构尺寸确定的条件下,活塞内锥角和活塞高度变化是影响单气室变截面空气弹簧的主要因素。     

高压气体止回阀啸叫现象探讨

在高压气体压力变化范围较大和波动频率较高的应用场合，高压气体止回阀工作过程会产生高频啸叫现象。在对止回阀工作过程受力分析基础上，将影响啸叫产生的关键因素定位为弹簧的刚度。在保证满足最小开启压力和反向密封力的前提下，合理选择弹簧刚度进行对比试验，证明减小弹簧刚度是解决止回阀啸叫产生的有效途径。     

干涉式大气垂直探测仪中面弹簧的有限元分析

面弹簧是干涉式大气垂直探测仪中的精密部件,系统要求其在工作过程中具有较大刚度比和足够的轴向行程。利用有限元分析方法对面弹簧进行了优化设计。通过对比不同缝形面弹簧在轴向拉伸过程中的轴向刚度、径向刚度、刚度比,确定了螺旋缝形是相对最优缝形。进一步对螺旋缝形面弹簧做了系统分析,得到了螺旋缝形面弹簧中的基圆半径 、螺距 、旋转角度 、指数 、直径 、开缝数 、簧片厚度 、材料的杨氏模量等参数在面弹簧轴向拉伸过程中,对其轴向刚度、径向刚度、刚度比的影响规律。根据有限元分析结果最终确定一组最优参数值 r₀=20mm,a=20／π²mm/rad,θ₁=πrad,b=2,=200mm,n=3,t=0.2mm,E=1.3 e11Pa,并据此加工成实物。对实物的实测结果表明,螺旋缝形面弹簧具有的轴向行程和较大的刚度比达到了设计目标,验证了有限元分析结果的准确性和合理性。     

钢轨横移和轨下胶垫刚度对扣件弹条应力的影响

选用福斯罗扣件弹条为研究对象,基于非线性接触理论,建立扣件系统有限元模型,确定弹条在安装状态下的危险区域,研究钢轨横移和轨下胶垫刚度对弹条危险区域的影响,并与现场弹条破坏位置对比。结果表明:弹条在安装完成后,弹条危险区域出现在弹条后端圆弧内侧的表层,弯曲和扭转起主要作用;随着钢轨横向位移和轨下胶垫刚度的变化,两侧扣件弹条最大等效应力和扣压力均发生明显变化。