基于多体系统动力学的重载凹底平车动态响应仿真分析

为研究重载凹底平车的动态响应特性,基于多体系统动力学软件SIMPACK,建立320 t凹底平车系统刚体与刚柔耦合体动力学模型,进行动态响应仿真分析,仿真计算空、重车在不同速度下的运行,获得中底架试验点处的加速度动态响应结果。与线路试验值比较发现,在空、重车试验点位置加速度值的变化中,刚柔耦合模型的峰值要比刚体模型值要大,但两种模型下的总体趋势相似,加速度最大值都是随着速度的提高而逐渐增大,并且在每一种速度下刚柔耦合模型的值均比刚体模型的要大。另外,在运行速度不断提高时,仿真得到的两种模型的加速度平均值在空、重车试验点位置也是随着速度增加而增大,与试验结果吻合很好。其中,刚柔耦合模型的加速度平均值比刚性模型的更接近试验值,说明刚柔耦合模型比较合理。同一级速度下,重车的动态响应比空车大。     

基于循环对称结构制动盘的三维瞬态温度场仿真

针对制动盘这一类具有循环对称特征的结构,建立了三维瞬态温度场泛函形式的数学模型,从而使计算模型和计算规模大大简化;采用ANSYS有限元程序对制动盘流场进行计算,得到了制动盘表面任意时刻的对流换热系数,进而获得其温度场分布;并且计算结果与实物试验结果比较吻合。     

橡胶夹层／复合材料粘接界面疲劳裂纹扩展行为的研究

用Ⅰ型加载下的双悬臂夹层梁试样,以应变能释放率为裂纹扩展参量,研究橡胶夹层／复合材料粘接界面疲劳裂纹的扩展行为。结果表明,循环载荷下的裂纹扩展速率对试验频率、载荷比、温度及橡胶夹层厚度反映较敏感。     

采用等效载荷预测轴重对货车交叉支撑装置疲劳寿命的影响

国内目前正在设计、研制30 t轴重铁路货车,原用于21 t、25 t轴重转向架的交叉支撑装置拟用于该型车辆.运用环境(轴重)改变后,在多大程度上改变了转向架交叉支撑装置的疲劳寿命,对于车辆尚处于设计阶段而不能通过实测车辆线路动应力来评估车辆结构强度的交叉支撑装置来说,需要寻求一种新的研究方法来实现疲劳寿命预测目的.由此,在建立三种轴重货车系统动力学模型基础上,详细研究三种轴重货车交叉支撑装置的径向力峰值和均值特性,获得交叉支撑装置受力方向与状态,揭示出轴重、运行速度、线路曲线半径以及线路等级等因素对交叉支撑装置载荷的影响特点.为预测30 t轴重货车交叉支撑装置的疲劳寿命问题,依据交叉支撑装置径向力与轴向应力之间线性对应关系,提出等效载荷计算方法以及等效载荷与疲劳寿命之间对应关系.等效载荷计算方法考虑了各载荷水平和出现频次对等效载荷的贡献.在分别计算21 t、25 t和30 t轴重货车交叉支撑装置等效载荷前提下,预测了30 t轴重货车交叉支撑装置疲劳寿命所占21 t、25 t轴重货车交叉支撑装置疲劳寿命的比率.研究结果表明,30 t轴重货车交叉支撑装置的疲劳寿命约分别为21 t、25 t轴重的76%、92%左右.采用等效载荷预测轴重对货车交叉支撑装置疲劳寿命影响的研究方法对解决类似工程问题提供了新的方式,具有良好的工程实用价值,是将车辆动力学研究和结构强度研究有机结合的新研究思路.     

影响车轴疲劳强度关键因素的研究

由于铁路的重载化和高速化,车轴不可避免地会受到日趋严重的冲击作用。在此情况下,为了保证车轴的安全性,研究了影响车轴疲劳强度的各种因素。通过不同的试验得出了几个关键因素的影响结果：1．车轴表面不同几何形状和缺陷处的应力;2．压装部位的形状和应力产生的影响;3．车轴动载荷的影响。为我国高速重载铁路车轴的开发设计提供了重要的参考依据。     

过盈配合微动损伤的关键参数

微动损伤广泛存在于各类工程机械和结构之中,接触压力、滑移幅值以及摩擦剪切力是微动损伤的重要参数.过盈连接部件在旋转弯曲载荷下,易于在接触区域产生微动损伤,降低构件的使用寿命.以过盈微动疲劳试验中的试样为研究对象,在有限元软件ABAQUS中建立接触模型,充分考虑高应力梯度区和接触对网格划分的要求,同时在远离接触区域划分粗糙网格,减少计算机时.通过分布加载和改变相关参数的方法,分析套管长度、套管厚度、摩擦因数以及过盈量对接触压力、摩擦剪切力等影响规律.结果表明,轴套过盈配合承受弯曲载荷下,接触压力和摩擦剪切力沿轴向分布不均匀,随着各参数的变化而明显变化,摩擦因数、套管厚度和套管长度对接触边缘的应力奇异性有较大影响,摩擦因数显著地影响了滑移区域的大小.     

用双悬臂夹层梁试样研究复合材料与 橡胶粘接界面的断裂韧性

用Ⅰ 型加载下的双悬臂夹层粱试样, 借助于线弹性断裂力学和声发射技术研究橡胶/复 合材料的粘接界面的断裂韧性GIC与裂纹扩展阻力R 并探讨加载速率、试验温度及橡胶片厚度对 它们的影响。结果表明, 在本试验范围内, 低速加载或高温将会降低界面的断裂韧性, 增大橡胶片 厚度会使断裂韧性稍有提高。