轨道车辆用橡胶球铰结构快速设计模板的研究

以橡胶球铰几何参数、胶料硬度和球铰预压缩量为设计变量,以球铰刚度为目标函数并基于实验设计方法对整个设计空间进行了采样;根据所采样本的数据库建立了橡胶球铰几何参数-球铰刚度神经网络近似模型;基于该模型并借助Isight软件,编制了橡胶球铰结构快速设计模板;使用该模板可进行球铰刚度快速匹配和结构优化设计。以某型齿轮箱吊杆用橡胶球铰为例,验证了该模板计算精度的可行性。结果表明,使用该模板可大幅缩短橡胶球铰的开发时间并提高其疲劳性能和使用寿命,该模板计算精度的可行性较好,达到工程应用标准。     

铁道车辆用橡胶球铰试验设计与研究

简要分析了橡胶球铰的结构和工作原理,并对其进行了系统力学性能试验;研究了不同垂向预载下频率与动刚度、阻尼损耗因子、损耗角和传递率的关系;设计了橡胶球铰疲劳3向加载的2种方案并进行了分析对比,重点分析了双油缸3向加载试验方案。结果表明,改变垂向预压载荷,产品动刚度、阻尼损耗因子、损耗角和传递率的变化趋势相一致,并随预载力的增大而增大;预载变化对动刚度的影响较大。与3油缸试验相比,双油缸加载试验更能提高产品疲劳试验结果的可靠度和试验效率,缩短试验周期,降低产品开发成本。     

橡胶球铰应力作用下的刚度变化研究

通过测试预压缩、多次刚度试验后的橡胶物理性能、动态机械性能和核磁共振交联密度等,分析了橡胶球铰在不同应力作用下的刚度变化。结果表明,应力作用可使橡胶球铰的刚度下降。预压缩过程中的剪切力可使橡胶分子链发生滑移,并有部分分子链发生断裂。在刚度测试过程中主要发生了交联网络内部重排现象,但没有分子链断裂现象发生。炭黑聚集体的破碎效应也是导致球铰产品刚度下降的因素之一。     

工艺参数对橡胶球铰径向刚度稳定度的影响

研究滚压方式和滚压量对橡胶球铰径向刚度稳定度的影响,以解决大部分橡胶球铰刚度不稳定、离散性较大等问题。试验结果表明:滚压量越大,橡胶球铰的径向刚度稳定度越好;当橡胶球铰采用热滚压且滚压量为2%或者更大时,橡胶球铰的刚度分散度较小,稳定度较好。     

弹性球铰胶料配方与性能研究

选用少量反式聚异戊二烯替代天然橡胶、少量白炭黑替代炭黑制备了弹性球铰橡胶胶料,研究了不同配方胶料的弹性球铰径向静刚度、轴向静刚度、扭转静刚度和疲劳性能等。结果表明,选用10份白炭黑替代改性炭黑、10份反式聚异戊二烯替代天然橡胶后弹性球铰2向刚度、静刚度和疲劳性能圴明显提升。     

一种空实向结构橡胶牵引球铰圆度减小的方法

针对空实向结构橡胶牵引球铰,设计出新型弹性多瓣椭圆孔缩径工装（简称椭圆孔缩径工装）及相应预压缩工艺,以解决空实向结构橡胶牵引球铰圆度过大的问题。试验结果表明：与传统轴向圆孔挤压工艺空实向结构橡胶牵引球铰相比,新型椭圆孔缩径工艺空实向结构橡胶牵引球铰圆度减小82%,径向刚度略微增大,粘合性能和耐疲劳性能未发生明显变化。新型椭圆孔缩径工艺可用于空实向结构橡胶牵引球铰的批量生产。     

试验工装对橡胶球铰径向刚度检测的影响

通过正交试验设计方法进行试验工装结构划分,制订试验计划,利用方差分析对试验数据进行分析计算,研究了不同试验工装结构对橡胶球铰径向刚度检测值的不同影响,结合有限元软件从理论上验证,明确了该类型试验应采取的合理的试验工装设计方法。     

非对称球铰关节缩径工艺的研究

以一种非对称球铰关节为例,研究了轴向挤压和径向缩径2种预压缩工艺对产品尺寸和性能等的影响。结果表明,采用缩径工艺改善非对称球铰关节类产品的尺寸稳定性和性能等的效果较好,并可提高效率。     

不同加载方式下木塑复合材料蠕变性能的研究

主要对木塑复合材料在20℃条件下的蠕变性能进行了探索性研究。试验加载方式设为:20%～40%交变载荷作用下的梯形波加载方式;20%～40%交变载荷作用下的三角波加载方式;10%～70%应力水平下恒定载荷加载方式。结果表明,在试验开始初期,纯蠕变、疲劳-蠕变交互作用、纯疲劳三种不同的损伤失效形式对木塑复合材料弯曲变形增长率的影响不大。在试验进行到中后期,纯蠕变产生的应变增长率>疲劳-蠕变交互作用产生的应变增长率>纯疲劳产生的应变增长率;随着应力水平的增加,材料产生的应变增长率逐渐增加,在60%的应力水平处应变增长率达到了极大值。     

基于ABAQUS建模的轮胎接地特性及静态刚度的分析研究

利用ABAQUS软件对三维轮胎接地模型进行建模,模拟了不同充气压力、不同垂直载荷下的轮胎接地情况,并对轮胎的静态刚度进行了分析。结果表明,固定垂直载荷下,随着气压的增大,法向应力最大值由胎冠两侧向胎冠靠拢。标准大气压下,随着载荷的增大,轮胎最大法向应力由胎冠中心向轮胎两侧移动。径向刚度、横向刚度、单位长轴纵向刚度、扭转刚度都与充气压力有关,只有扭转刚度受垂直载荷影响。     

动车组空气弹簧扭剪刚度试验设计与研究

大的水平位移和扭转角度是导致空气弹簧失效的主要原因。分析了单、双空气弹簧两种转向架的结构与原理,设计了一种将水平位移和扭转角度拟合进行加载的扭剪试验方案,研究了空气弹簧在不同扭剪位移工况下的刚度性能,并与剪切、扭转试验进行了分析比对。结果表明,扭剪刚度大于扭转、剪切刚度,且随着扭剪位移增大而变小;剪切刚度随剪切位移增大而减小;扭转刚度随扭转角度增大而减小。研究成果为空气弹簧的研发和试验起到一定的指导作用。     

橡胶金属牵引组件纵向刚度的试验设计与研究

设计一种橡胶金属牵引组件纵向刚度的新型试验方案,研究不同测量方式和加载方式对刚度测试结果的影响。结果表明:单边加载方式测量的刚度大于正反加载方式,打表测试的刚度大于系统测试;试验方案设计合理,满足试验要求,且能准确反映牵引组件纵向刚度,对牵引组件及同类产品的研发和试验有一定指导作用。     

球铰缩径机的开发与研制

介绍球铰缩径机的开发与设计,并为该机型配套设计了油路与电气控制系统。基于缩径模块的受力特点,应用有限元分析技术对模具及产品的应力集中进行了分析与计算。抗拉与抗扭试验结果显示,产品性能完全能达到工艺要求,验证了球铰缩径机型在橡胶球铰加工行业的可行性及可靠性。     

基于等效应变的橡胶弹性元件疲劳寿命预测研究

以橡胶材料的等效应变为疲劳损伤参量,利用沙漏状橡胶试样的疲劳试验测试数据,建立了橡胶弹性元件的疲劳预测模型。以拉杆球铰为疲劳寿命预测研究对象,根据有限元分析结果得到疲劳载荷工况下拉杆球铰危险区域的等效应变范围,利用所建立的疲劳预测模型对橡胶球铰的疲劳寿命进行了分析预测,并通过台架疲劳实验进行了对比验证。结果表明,预测疲劳寿命的误差小于30％,基于等效应变的疲劳预测模型能有效地预测弹性元件的疲劳寿命。     

挤压前停放时间对橡胶球铰产品性能的影响

研究了挤压前停放时间对橡胶球铰产品性能的影响。结果表明,挤压前停放时间由24h缩短到2h,不会对产品粘合性能产生不利影响;重复试验时,产品刚度稳定性和耐疲劳性能更好。     

低地板车弹性联轴器力学性能试验设计及应用

针对低地板车转向架弹性联轴器力学性能试验,介绍了轨道车辆弹性联轴器的结构及驱动方式,设计联轴器轴向、径向、扭转和疲劳试验方案并进行试验,研究了直接和间接测试方式、单件和组对方式对扭转刚度以及不同补偿位移对疲劳性能的影响.结果 表明,试验设计满足要求,直接测量和间接测试结果基本一致,组对刚度是单件刚度的60％,补偿位移对...     

隔水管挠性接头弹性元件的试验设计与研究

简要分析了隔水管下部挠性接头及其弹性元件的结构和工作原理,设计了弹性元件轴向、径向及偏转等试验方案,重点介绍了球型组合偏转试验方案,并与传统弹性元件组合偏转及单件偏转方案进行了分析与对比;研究了弹性元件刚度性能以及不同轴向预载对径向刚度和偏转刚度的影响。结果表明,试验设计与实际工况相一致,球型组合偏转试验能准确反映弹性元件偏转刚度;随着轴向预载的增大,径向刚度变大,偏转刚度变小。     

隔震橡胶支座竖向刚度试验研究

对隔震橡胶支座竖向刚度试验进行研究，考察不同加载方式和加载次数对竖向刚度测试结果的影响，利用2种标准差分析方法对竖向刚度测试结果的一致性进行评价。结果表明：在连续加载方式下，首次加载时隔震橡胶支座的竖向刚度偏小，随着加载次数的增加，竖向刚度基本保持不变；用单独加载方式测得的竖向刚度小于用连续加载方式测得的竖向刚度；采用载荷、位移标准差分析法和刚度标准差分析法的分析结果基本一致。     

具有空腔结构的轨道车辆用橡胶液力球铰 空向静刚度特性研究

将轨道车辆用橡胶液力球铰橡胶体的形变简化成平面应变,推导出具有空腔结构的橡胶液力球铰空向静刚度计算公式;结合试验与有限元仿真结果对该公式的有效性进行验证,并给出公式的建议适用范围。采用空向静刚度计算公式能有效加快橡胶液力球铰设计,缩短产品开发周期,对轨道车辆用橡胶液力球铰等具有空腔结构的橡胶制品开发具有指导意义。     

沉管隧道GINA止水带力学性能试验

针对GINA止水带力学性能试验,设计了一种新型的GINA止水带压缩和应力松弛试验方案,并与传统试验方案分析对比,研究了胶料硬度、压缩变形、试样长度对压缩载荷和刚度的影响,以及压缩位移对应力松弛变化量的影响。结果表明,止水带胶料硬度和压缩变形增加,压缩载荷和刚度变大。其中,压缩载荷随着试样长度呈近似累加,垂向压缩位移增加,应力松弛变化量变大。