电流丝法在电磁成形线圈电流和工件电磁力计算中的应用

电磁成形系统中线圈放电电流和工件电磁力的精确求解对于探究工件的动态变形行为及优化电磁参数至关重要。目前有限元法被广泛用于计算上述两个参数,但在电磁场-结构场耦合计算的过程中,当工件存在大/复杂变形时易引起空气网格畸变,进而导致电磁计算精度低、收敛性差及计算耗时长等问题。为此,基于电流丝法研究电磁成形线圈电流和工件电磁力的求解方法,并以COMSOL有限元数值分析结果为基准对比分析传统型和改进型电流丝法的求解性能。研究表明,所提出的改进型电流丝法因对线圈各匝导线进行了细分而显著提升了等效电路模型中丝单元互感及互感梯度的计算精度,进而能更准确地反映趋肤效应下的线圈电流和工件电磁力分布特征。在此基础上,探究改进型电流丝法在不同放电频率、导线尺寸及工件形状等条件下的参数求解性能,进一步验证了所提方法在电磁成形系统中的有效性和适用性。     

横桥向地震作用下高速铁路CRTS Ⅱ板式无砟轨道-桥梁系统残余变形与钢轨变形的映射模型

我国多数已建高速铁路线路穿越地震频发区，大量高速铁路桥梁-轨道系统面临地震考验。文章结合地震作用下轨道-桥梁系统典型损伤失效特征，综合考虑系统层间传力机制，采用能量方法建立系统层间构件残余变形引起的钢轨映射变形求解通用模型。通过建立考虑层间滞回特性的轨道-桥梁精细化有限元模型，开展轨道-桥梁系统在典型近场地震作用下的非线性动力响应分析，提取层间构件峰值和残余位移以及钢轨残余变形，结果表明：系统损伤主要集中在滑动层及支座。基于文中建立的钢轨映射变形求解通用模型，分别评估滑动层及桥梁主梁残余位移引起的轨面映射变形分量，求得各构件震致残余变形协同影响引起的轨面映射变形几何叠加解，并与有限元结果中的震后钢轨残余变形进行对比，钢轨映射变形叠加解与钢轨残余位移有限元结果吻合良好，有效验证文中建立的钢轨映射变形求解模型。该文建立的钢轨映射变形模型为评估轨道-桥梁系统不同部位震致损伤对震后钢轨几何不平顺影响提供了一种新思路。     

地震下高速铁路简支桥梁行车安全指标研究

我国高速铁路线路分布广阔,有一部分跨越地震设防区域,且桥梁占线比重高,因此当地震发生时,会威胁到桥上高速列车的行车安全性。目前,国内在基于列车安全行驶的高速铁路桥梁抗震设计方面仍无相关规范及标准。文章旨在提出对应的行车安全指标,供设计人员及研究人员参考、使用。通过数值方法建立地震下列车 桥梁系统振动模型,讨论列车非线性悬挂的必要性,并基于轨面响应及轮轨相对位移量筛选最优指标,最后计算出不同桥梁周期、不同列车速度下的桥梁轨面动力响应指标限值,其中将桥梁自振周期分为三个阶段,即短周期阶段(0.1～0.7s)采用轨面HI指标,中等周期阶段(0.7～1.5s)采用轨面PV指标,长周期阶段(1.5～1.9s)采用轨面SaT1指标。将得到的指标与基于轮轨力准则得到的指标对比表明：基于轮轨力准则得到的指标较为保守,根据此特点建议采用两级指标,相关人员可快速且方便地评判行车安全性能。