中低速磁浮道岔梁温度效应分析

中低速磁浮列车对线路的精度有着很高的要求,道岔梁因其结构特点在温差作用下会产生变形,影响线路的精度水平。建立中低速磁浮道岔主动梁热力学分析模型,根据稳态热传导分析方法,研究磁浮道岔主动梁在不同温度场中三种温差荷载作用下的温度分布情况。运用热-结构耦合分析方法,将温度分布作为条件研究磁浮道岔主动梁的温度变形。计算结果表明,磁浮道岔主动梁的温度分布在温差荷载作用方向呈近似线性规律,温度梯度随温差值上升而增大;在本文计算条件下,磁浮道岔主动梁的温度分布及温度变形受环境温度的影响较小。当横向温差超过15℃时,磁浮道岔梁横向变形量超过相关规定限值。在中低速磁浮道岔梁结构工程设计中,校核磁浮道岔梁在真实条件下的温度效应具有重要意义。     

轨道参数对跨座式单轨车-桥耦合系统振动的影响分析

基于铁木辛柯梁理论,在考虑柔性轨道梁的剪切和扭转变形的基础上,构建跨座式单轨列车-曲线轨道梁耦合动力学模型,探讨曲线半径与跨距对跨座式单轨系统运行安全性和运行平稳性的影响。结果表明:轨道梁跨中垂向位移随曲线半径的增加而减小,横向位移随曲率半径的增加而增加;横向加速度随曲线半径的增加而增加,垂向加速度基本不受曲线半径的影响;轨道梁跨中垂向和横向位移均随跨距的增加而增大,且垂向位移变化更显著;跨中垂向加速度随跨距的增加先增后减,横向加速度随跨距的增加而增加,变化幅度较为平缓。     

磁浮轨排铺设装备-轨排轨道梁耦合动力学分析

磁浮轨排铺设装备是用于中低速磁浮轨道铺设施工的一种设备.针对磁浮轨排铺设装备在轨排轨道梁上行驶时的耦合动力学问题进行了研究.对磁浮轨排铺设装备-轨排轨道梁耦合动力学模型进行了分析,建立了整个系统的动力学方程,以德国高干扰轨道不平顺谱模拟轨排不平顺谱作为激励,分别运用数值分析和联合仿真分析对系统耦合动力学模型进行求解.数...     

[BIM模型与智能设计]中低速磁浮系统起浮阶段的振动特性分析

为了研究电磁悬浮（EMS）中低速磁浮系统在起浮阶段的悬浮稳定性问题,建立了“车辆-电磁-轨道梁”耦合系统动力学模型。利用仿真模型分析了EMS中低速磁浮系统在起浮阶段的振动响应特性,对比分析了弹性梁与刚性梁的振动差别,仿真分析了单级悬浮控制与双级悬浮控制的效果差异。结果表明：EMS中低速磁浮列车在弹性轨道梁上起浮时,容易发生悬浮失稳的异常振动现象,原因是单级悬浮控制模式的悬浮架自激振动频率激发了弹性轨道梁的固有频率,从而诱发了车轨剧烈耦合共振;提高轨道梁刚度或采用双级悬浮控制器模式,可以缓解EMS中低速磁浮系统起浮阶段异常振动引起的悬浮失稳现象。     

中低速磁浮系统起浮阶段的振动特性分析

为了研究电磁悬浮(EMS)中低速磁浮系统在起浮阶段的悬浮稳定性问题,建立了"车辆-电磁-轨道梁"耦合系统动力学模型。利用仿真模型分析了EMS中低速磁浮系统在起浮阶段的振动响应特性,对比分析了弹性梁与刚性梁的振动差别,仿真分析了单级悬浮控制与双级悬浮控制的效果差异。结果表明:EMS中低速磁浮列车在弹性轨道梁上起浮时,容易发生悬浮失稳的异常振动现象,原因是单级悬浮控制模式的悬浮架自激振动频率激发了弹性轨道梁的固有频率,从而诱发了车轨剧烈耦合共振;提高轨道梁刚度或采用双级悬浮控制器模式,可以缓解EMS中低速磁浮系统起浮阶段异常振动引起的悬浮失稳现象。     

基于有限元方法的25m天线座架结构热特性分析

通过对南山站太阳照射情况的研究,借助有限元分析软件得到天线座架在太阳照射作用下的瞬态温度场分布和热变形情况。建立天线有限元模型,计算在夏至日晴天无云情况下天线受太阳辐射、空气对流和周围环境长波辐射等边界条件下天线座架在不同时刻的热流密度曲线及温度分布;并对温度场分析结果与座架结构做热-结构耦合分析,得到天线座架的热变形分布。结果表明:在太阳照射作用下,不同时刻座架结构中各条梁的温度变化较大;同一时刻不同的梁的温度分布也有明显差异,最大温差可达9℃;热变形量的RMS最大可达1.8 mm,严重的影响到天线的指向。     

《金属加工(热加工)》2014年第14期要目

正KTY节点焊接的研究应用钢结构十字柱制作工艺的改进利用保养焊接技术修复大型齿轮浅谈铜屏蔽变形后的整形跨座式空中轨道系统轨道梁制造焊接变形控制欧式天车主梁焊接工艺分析地铁车辆构架侧梁组焊变形的控制与矫正措施研究高强薄板长臂管焊接变形的控制方法     

磁浮轨道结构有限元分析

用ANSYS软件建立了磁浮列车调试轨道结构的有限元分析模型，计算了磁浮轨道钢轨、轨枕的变形和应力，计算结果表明磁浮列车轨道在机械性能指标方面符合要求，为磁浮列车调试实验提供了理论数据，同时根据分析结果对磁浮列车轨道结构设计提出了改进措施。     

长定子中低速磁浮轨道动力学分析与结构优化

对长定子中低速磁浮列车轨道结构进行了较全面的动力学有限元数值分析,获得了长定子中低速磁浮列车轨道结构的动力学基本品质特性,即磁浮轨道固有频率和振动模态。在此动力学有限元数值分析基础上,研究分析了磁浮轨道对振动比较敏感的频率范围并进行了优化设计。结果表明,对长定子中低速磁浮轨道有限元数值分析不仅在理论上起到了检验与校核的作用,为长定子中低速磁浮列车调试实验提供了磁浮轨道结构的计算数据,还对磁浮轨道性能的进一步设计和优化提供了依据。     

磁浮车辆/轨道系统动力学(Ⅰ)--磁/轨相互作用及稳定性

磁浮车辆/轨道系统动力学问题直接影响磁浮交通的安全性、舒适性和经济性,而这三个性能则是决定其应用前景的重要因素.作为系列文章的第一部分,论述了磁浮系统动力学研究中最基本和最关键的问题--磁/轨相互作用及磁浮系统稳定性.关于磁/轨相互作用研究,目前在电磁铁二维受力理论分析、数值求解及其动态特性研究方面取得了显著的进展,而三维磁/轨作用理论分析与试验研究是其未来的研究方向.磁浮系统稳定性研究由单纯的悬浮稳定性研究、单铁/轨道系统稳定性研究逐步进入磁浮车辆/轨道系统稳定性研究,将来的研究仍需探索新的磁浮系统稳定性分析方法,并结合工程实际开展磁浮列车系统动力稳定性应用研究.     

长定子中低速磁浮轨道动力学数值分析及结构优化设计

对长定子中低速磁浮列车轨道结构进行了较全面的动力学有限元分析,获得了磁浮列车轨道结构的动力学基本品质特性,即固有频率和振动模态。在此数值分析基础上,研究分析了磁浮轨道对振动比较敏感的频率范围并进行了优化设计。结果表明:对磁浮列车轨道有限元分析不仅在理论上起到了检验与校核的作用,为磁浮列车调试实验提供了磁浮轨道结构的计算数据,还对磁浮轨道性能的进一步设计和优化提供了依据。     

弹性体基础变形下的岸桥车梁耦合振动

为了研究弹性体基础变形下的岸桥高速小车轮轨耦合振动的问题,岸桥面对大型集装箱船进行装卸作业,其结构高耸庞大,前大梁横跨于集装箱船上方,具有的大跨度梁结构特点,起重小车在岸桥大梁的弹性体轨道高速往复运行,小车车轮与岸桥的大梁轨道发生轮轨接触,从而使得小车结构与岸桥结构产生耦合振动。根据小车-岸桥轨道耦合的动力学理论,建立岸桥的小车-大梁轨道的数学模型,选择合适的数值积分方法进行模拟计算,从而获得了小车振动以及客观存在的大梁轨道变形对小车轮轨之间的影响。在试验研究基础上对仿真研究的成果进行验证,包括岸桥在装卸工作过程中的结构应变、加速度和变形等数据,将实验采集到的数据与数值模拟计算得到的数据进行对比验证,分析得到岸桥高速耦合振动的规律,给出提高小车速度的措施。本研究以岸桥大跨度弹性体悬臂梁为基础,建立了大跨度弹性基础梁的车梁耦合动力学模型,找出小车与轨道系统垂向动力参数,得到各参数对轮轨动力作用的影响规律。     

磁浮车辆/轨道系统动力学(Ⅱ) --建模与仿真

评述了磁浮车辆/轨道系统动力学建模、数值求解及动力响应分析与动力性能评价等方面的研究进展.随着磁浮列车技术逐步成熟,磁浮车辆/轨道系统动力学建模越来越细致,动力学仿真主要开展了车/桥垂向耦合作用研究、车辆曲线通过性能研究和车辆/轨道系统随机振动响应研究.为了更为真实地模拟磁浮列车系统动力响应,今后需要建立考虑磁转向架结构、悬浮导向控制系统、直线电动机和空气动力作用的耦合大系统动力学模型,寻找高效求解磁浮大系统非线性时变微分方程的数值方法,开展磁浮列车系统动力学参数优化研究、磁浮列车纵向动力学研究以及动力学仿真试验验证,并确立一套磁浮列车系统动力学性能评价标准.     

电磁发射装置轨道及壁板的物性参数选择对其力学性能的影响

通过将方口径电磁轨道发射装置的发射轨道和壁板简化为有限长双层弹性基础梁,结合双层梁的力学平衡方程和"广义克雷洛夫函数",导出了轨道(上梁)及壁板(下梁)在电磁力和电枢对轨道接触力的作用下的挠度解析表达式。结合算例,讨论了在工作状态下,轨道和壁板的材料性能参数、几何参数等,对其变形和应力状态带来的影响。研究结果可供方口径电磁轨道发射装置的参数选择、优化设计及动力分析打下基础,且可供航空、航天、船舶工程、土木工程中的相关设计计算参考。     

电磁发射装置轨道及壁板的物性参数选择对其力学性能的影响

通过将方口径电磁轨道发射装置的发射轨道和壁板简化为有限长双层弹性基础梁,结合双层梁的力学平衡方程和"广义克雷洛夫函数",导出了轨道(上梁)及壁板(下梁)在电磁力和电枢对轨道接触力的作用下的挠度解析表达式。结合算例,讨论了在工作状态下,轨道和壁板的材料性能参数、几何参数等,对其变形和应力状态带来的影响。研究结果可供方口径电磁轨道发射装置的参数选择、优化设计及动力分析打下基础,且可供航空、航天、船舶工程、土木工程中的相关设计计算参考。     

跨座式单轨刚柔耦合动力学等效计算研究

轮轨刚柔耦合动力学是车辆动力学及有限元研究的基础,跨座式单轨轨道的刚度较小及受力较大,相比车体更加适合做柔性化处理,但是由于跨座式单轨轨道梁的大尺寸使得计算难度较大,其刚柔耦合动力学的成果较少。针对柔性轨道的跨座式单轨刚柔耦合动力学,采用等效原理将轨道梁的动态受压变形化为车辆轮轴所受的外力,并构建了轮轨耦合动力学方程,建立了基于迭代方法的轨道梁有限元模型及车辆动力学模型,将计算结果与实车试验数据比较,验证了迭代的收敛性及准确性。结果表明：采用等效力及迭代方法可以有效的计算跨座式单轨刚柔耦合动力学。     

高g值加速度环境微结构动态特性

为研究微机电系统(Microelectro-mechanical systems,MEMS)中微结构在高g值加速度环境中的动态特性,研究高g值加速度环境微结构动态测试技术,建立高g值环境微结构动态测试装置,研制适用于高g值加速度环境的压电陶瓷底座激励装置,制备集成压阻元件的典型梁-质量块微结构,测试典型MEMS微结构在从常态到10 000 g加速度环境中动态特性及其变化规律.测试结果显示,在高g值加速度作用下,当微结构发生大变形处于非线性状态时,微结构谐振频率随加速度的增大而提高;而当微结构处于线性小变形状态时,微结构谐振频率不随外部加速度作用发生变化;在大变形及小变形状态下,外部高g值加速度载荷对微结构阻尼比均不产生明显影响.测试结果与采用应力刚化非线性有限元模型分析结果具有很好的一致性.     

利用Zernike多项式分析超薄镜热变形

利用圆域上正交基-Zernike多项式拟合镜面温度场,将温度场转化为较有意义的模式,采用有限元方法进行了热变形的计算,其中针对空间大口径超薄镜面建立镜面模型,且暂不考虑重力,另外因超薄镜厚度很小,也不考虑轴向温度梯度的影响。通过计算利用Zernike多项式得到温度场产生的热变形,得到了不同温度模式产生的不同像差形式:即对于不同的温度场模式—温度整体变化(平移),一端凉且一端热(倾斜),中心与边缘温度不同(离焦热模式),以及像散热模式,彗差热模式,球差热模式导致的热变形分别主要表现为像差离焦,倾斜,离焦,倾斜,倾斜,球差。不同热模式在相同温差下产生的变形有数量级的差别,能够产生较大变形量的温度模式有离焦,彗差和球差,这意味着超薄镜对这些温度场比较敏感。计算和总结表明,利用Zernike多项式分解温度场,可以对热变形规律进行有效的分析,解决了镜面温度分布随时间变化使得热分析较为不准确的困难。     

考虑温度效应的两端固支微机电开关梁静力分析

建立考虑温度效应的二维两端固支微机电开关梁静力变形分析模型,利用该模型分析温度变化引起的失稳问题,并利用该模型对两端固支微开关梁受电场力和温度作用下的受力变形进行分析。分析过程分为三个阶段：梁受电场力和温度变化作用,而在梁中点不受任何约束的变形阶段;除受电场力和温度变化作用外,梁中点变形受约束,因而梁中点受支反力作用的变形阶段;梁受电场力、温度变化以及支反力作用,并且在梁的中间一段具有指定挠度和转角的变形阶段。第二阶段中支反力的大小以及第三阶段中支反力的大小和位置都同驱动电压和温度变化有关。在实例中,给出部分计算结果,包括：温度变化对不同阶段梁受力变形的影响、对吸合电压的影响、对微开关电容的影响,以及不同温度变化下梁长对吸合电压的影响和不同温度变化下梁高对吸合电压的影响等,从中可以看出温度变化的作用及考虑温度效应的必要性。     

考虑车辆振动的高速列车制动系统动态响应

为了研究车辆振动对高速列车制动系统温度和振动特性的影响,首先,建立了高速列车整车动力学模型,通过线路试验验证了该模型的有效性;其次,建立了盘-块制动系统热机耦合有限元模型,通过对比仿真与试验摩擦块界面温度分布,验证了该模型的正确性;最后,基于车辆动力学模型获得的振动环境,研究了简谐激励和轨道不平顺激励作用下制动系统的温度和振动特性。结果表明：与忽略车辆振动相比,当简谐激励频率为转频20倍时,制动系统的振动加速度均方根值增加了304%;当考虑轨道不平顺激励时,制动系统的振动加速度均方根值增加了24%;外部激励会引起系统复杂的局部接触行为,导致摩擦块界面温度最大值和温度场分布与无外部激励相比存在一定的差异。因此,在分析评估高速列车制动系统温度和振动特性时,特别是在长大坡道制动条件下,需要考虑车辆振动环境的影响。