刚柔耦合理论在铁道车辆中的应用

结合柔性多体动力学理论,总结柔性部件在铁道车辆系统中的建模方法。推导考虑车体为均质欧拉梁的车辆系统垂向振动方程,并利用SIMPACK软件比较分析了刚性和柔性构架的动态响应。     

某型机车二系垂向减振器与构架上盖板干涉问题分析与改进

介绍了某型机车批量投入运用前期发生的二系垂向减振器与构架上盖板干涉问题,通过对减振器和构架的相对位移和动态间隙的分析,找出故障原因并提出改进方案,通过结构静强度仿真分析后进行实车改进.实施改进后的机车运用至今未发生类似问题.     

内燃调车机车转向架构架强度分析

根据TB/T2368—2005《动力转向架构架强度试验方法》和UIC 615-4标准,利用AN-SYS软件,分析了超常载荷和模拟运营载荷工况下内燃调车机车转向架构架的强度;根据OREB12/RP17中Goodman-Smith图对构架进行疲劳强度分析;采用Block Lanczos法分析了构架的自由模态。计算结果表明,构架静强度、疲劳强度和刚度能够满足车辆运用要求。     

基于频域法的转向架构架动应力谱仿真研究

采用多体系统动力学仿真软件SIMPACK建立完整的机车车辆系统动力学模型,通过线性分析,得到作用于构架上的载荷谱;利用有限元分析软件ANSYS建立详细的构架有限元模型并求解其各阶固有频率和振型,同时确定危险点所在位置。然后进行谐响应分析得到危险点应力载荷间的传递函数;最后通过作用于构架上的载荷谱与传递函数叠加得到危险点的输出应力谱。该研究方法能有效地运用于构架结构设计阶段——获得其应力谱,为在频域中对构架的疲劳寿命作出评估奠定了基础。该仿真技术同样适用于其他相关研究领域,如航空航天、工程机械和公路车辆等。     

基于一次近似模型的风力机叶片振动频率分析方法

为分析风力机叶片在旋转时的振动频率,采用刚-柔耦合一次近似模型,并考虑离心刚化效应,推导叶片在旋转时的动力学方程,并给出叶片的刚度和质量矩阵的表达式。最后,计算某风力机叶片在不同转速和不同轮毂半径下的振动频率。计算结果表明,一次近似模型中的刚-柔耦合效应对叶片旋转时的各阶振动频率均有较大影响。研究结果对风力机叶片的动力学设计具有一定参考价值。     

风波联合作用下10 MW漂浮式风力机Triple Spar平台动态响应研究

以DTU 10 MW风力机为研究对象,基于Triple Spar平台建立漂浮式风力机整机模型,运用水动力学软件AQWA,通过辐射/绕射理论并结合有限元方法,实现风波联合作用下漂浮式风力机动态响应的求解,并分析其时频响应特性。结果表明:频域分析中,平台纵荡、垂荡和纵摇一阶波浪激振力及其峰值频率和RAO幅频特性曲线趋势及其峰值频率基本不受波浪入射角度改变影响;时域分析中,波浪载荷主要影响平台纵荡、垂荡及纵摇波频处的运动响应,风载荷则加剧了平台低频处的运动响应,引起了平台纵荡-垂荡耦合运动、纵荡-纵摇耦合运动以及和差频运动。     

10MW风力机叶片设计及其在随机风载荷下的响应分析

对大型风力机柔性叶片的设计方法及其在随机风载荷作用下的动态响应与载荷特性进行了研究。根据风力机叶片空气动力学和结构设计理论,将柔性叶片离散为多个刚体,形成一个多体系统。根据多体动力学的建模方法和叶片气动模型,考虑两者的相互作用,建立了柔性叶片的非线性耦合动力学方程并开发了相应的仿真程序。算例分析了叶片在随机风载荷作用下的气弹载荷与随机振动响应,并对稳定风速和紊流风速下的响应结果作了对比分析。     

轨道激励频率对转向架侧架动应力影响的研究

采用车辆动力学和有限元分析技术,应用车辆动力学有限元集成模型,以轨道垂向不平顺为研究对象,获得侧架轨道垂向不平顺激励下的动态载荷与激励频率的对应关系,而后将动力学仿真获得的侧架弹簧承台面上的9组垂向载荷一时间历程作为栽荷边界条件施加到侧架有限元模型上,使用结构动力学分析方法分析轨道垂向不平顺激励频率对侧架动应力的影响。研究结果表明,9．25—16．67m之间的轨道波长对侧架关键部位的最大动应力影响比较大。因此,考虑轨道激励频率对车辆零部件动应力的影响是很必要的。     

风电机组柔性叶片在刚柔耦合作用下的非线性振动研究

文章考虑了叶片的刚柔耦合作用,利用仿真技术对某5 MW风电机组柔性叶片进行了非线性振动特性分析,揭示风力机叶片振动时的相互耦合规律。以风电机组刚柔耦合动力学效应为基础,对风电机组在多载荷耦合作用下,结合柔性叶片变形基本原理,探索风电机组刚柔耦合系统动力学参数变化规律。结果表明,叶尖出现位移的偏移量为17 mm,叶根的偏移量较小,保持与轮毂的刚性连接,该结论为风电机组的状态监测与稳定运行提供了参考。     

非定常条件下风力机柔性叶片气弹耦合分析

研究叶片振动与扭转变形对气动载荷的反馈以及基于静、动态气动模型的叶根载荷的差异。应用计算多体动力学理论和叶片气动模型,建立受约束的柔性叶片非线性气弹耦合方程,得出叶片气弹耦合时域响应。以某5 MW风力机叶片为研究对象,研究柔性叶片的振动和变形对叶根力矩的反馈;在修正的叶素动量理论(BEM)基础上,引入Beddoes-Lesihman动态失速模型,考察叶片气动载荷的非定常效应。分析表明,随着叶片柔性增加,气弹耦合现象愈加明显;动态失速将引起叶片载荷有较大的振荡幅值和频率,影响叶片疲劳载荷谱的分析和疲劳寿命的设计。     

六轴大功率重载机车曲线通过问题研究

改善六轴大功率机车三轴转向架的曲线通过性能一直是大功率机车转向架研发的重要内容,转向架的轴距、转向架中心距、二系悬挂、中间轴自由横动量、一系悬挂以及一、二系止挡间隙均会影响机车的曲线通过能力。分析上述各项因素对机车曲线通过性能的影响,对于指导机车转向架总体设计具有重要意义。通过建立六轴机车的动力学参数化模型,研究了这些结构和悬挂参数对机车曲线通过能力的影响趋势。建议采用抗蛇行减振器确保稳定运行,同时降低一系横向定位刚度可显著改善曲线通过性能。     

基于显式有限元的机车碰撞模型研究

结合DF8B型机车,利用ANSYS/LS-DYNA软件分别建立了考虑转向架结构和考虑转向架质量的机车以10m/s的速度正面碰撞刚性墙的仿真模型,并对两种模型的仿真分析结果进行了比较。结果表明,考虑转向架实际结构的机车碰撞刚性墙有限元模型,能更准确地模拟机车的正面碰撞过程。     

基于虚拟仪器的转向架调簧试验系统

在分析国内外转向架调簧试验台发展现状的基础上,结合我国机车转向架的特点,对转向架调簧试验台进行了设计研究。整个试验台由机械装置、液压系统和检测系统组成。确定了基于PCI总线的检测系统基本结构;采用LABVIEW与C＋＋混合编程的方法,开发了测试系统软件。能实现转向架加载过程的实时监控、测试数据的采集、加垫量的计算,同时结合Access数据库技术实现对检测结果的存储和管理。     

CKD7F型机车转向架构架的改进

对资阳机车有限公司出口越南的第1批CKD7F型机车转向架构架裂纹原因进行了分析,在第1、2批现车构架局部补强的基础上对第3、4批CKD7F型机车转向架构架进行了改进设计,说明了新构架的结构组成及局部结构改进情况。有限元分析结果和机车实际运用情况表明,新构架的改进非常成功。     

机车径向转向架设计

主要介绍了DF7D型机车径向转向架的设计过程。在对国际上现有各种机车径向转向架结构进行认真消化分析的基础上,针对DF7D型机车的具体运用要求,提出适合我国国情的机车径向转向架方案,并对其进行了动力学计算,确定各悬挂部件的刚度和阻尼,同时对关键零部件进行了有限元分析计算。     

确定高圆簧两端串联橡胶弹簧系统横刚度的一种新方法

由高圆黄和橡胶簧中串联组成的机车辆悬系统为超静结构。将弹性杆理论应用     

DL6W系列轻轨电车的研制

简要介绍了DL6W型系列轻轨电车的主要参数和结构特点,重点阐述了该电车采用的独立轮转向架、铰接机构、弹性车轮、交流传动系统等新技术的开发情况,并对我国轻轨电车技术发展的未来进行了展望。     

HX_N5型机车转向架构架研制

介绍了HXN5型机车转向架主要参数,构架的结构设计、材料要求及试制、试验情况。     

牵引电动机吊挂方式对机车运行稳定性的影响

对于牵引电动机采用抱轴式悬挂的机车,电动机吊杆与构架间的连接方式对机车的运行稳定性有着极大的影响。在一采用GM径向转向架机车模型的基础上,通过对不同的电动机吊杆结构的分析,得出其对机车非线性临界速度的影响,进而指出这是由于轮对的横向定位刚度的不同所导致的。还指出在学习国外先进技术的时候要注意整体和系统的结合,不能只看其部分,否则将得不到理想的结果。