不同牵引制动工况下轮轨接触有限元分析

针对城市轨道交通车辆轮轨关系问题,研究在不同牵引力与制动力作用下轮轨间等效应力和接触力的变化情况,建立地铁车辆LM型车轮踏面和60 kg/m型钢轨轮轨接触有限元模型.通过计算分析得出以下结论:牵引力作用时,车轮最大等效应力的分布相对于接触中心靠前,钢轨最大等效应力分布相对于接触中心靠后;牵引力和制动力对轮轨接触等效应力和纵向切应力的作用效果相反;随着制动力的增大,接触处纵向应力呈近似正比增大,钢轨上最大纵向切应力的分布相对接触中心位于接触斑后部.     

30t轴重重载货车轮轨接触几何关系及动态匹配关系

针对我国30t轴重的重载货车及线路条件,以改善轮轨匹配特性为目的,对LM车轮踏面与不同类型钢轨匹配时的轮轨接触几何关系和轮轨动态相互作用进行了分析,并在此基础上研究了钢轨轨底坡对轮轨接触几何关系及车辆动态曲线通过性能的影响。研究结果表明:相对于CHN60和USA68钢轨,CHN75钢轨在轮对横移较小时可提供较低的等效锥度,轮对横移量超过4 mm后,等效锥度逐渐增大,能在保证车辆运动稳定性的同时利于其通过曲线线路,且采用CHN75钢轨可以降低轨道结构的受力。重载线路在使用CHN75钢轨,轨底坡设为1/40时,踏面等效锥度及货车曲线通过性能要优于1/20和1/30的轨底坡设置。     

基于轮轨表达式的轮轨接触坐标计算方法

为了能更真实地在车辆-轨道动力学的仿真计算模型中反映轮轨之间的接触状态,结合具有具体函数表达式的车轮踏面和钢轨轮廓曲线并利用迹线法原理,在考虑轮对的横向位移、垂向位移、摇头角及侧滚角的条件下,计算出轨顶区域与车轮之间的最小垂向距离,来判断轮轨的接触状态,并根据非线性赫兹接触理论求轮轨接触点处的轮轨法向力.     

重载交通下的不同沥青路面结构适应性分析

伴随着国家经济的高速发展,道路交通量的不断增加,沥青路面在重载、超限作用下发生早期破坏的现象日益严重。以弹性层状体系理论为依据,采用弹塑性有限元分析方法,利用ABAQUS对沥青路面结构进行三维有限元模拟,结合马鞍山交通情况分析不同沥青路面结构在不同轴重作用下面层及基层的应力应变情况。通过计算和分析,在重载作用下面层表面剪应力、弯沉及基层拉应力受到路面结构变化的影响较大,并得出柔性基层与半刚性基层沥青路面结构在重载条件下适应性,提出适应于重载交通下的沥青路面结构,推荐合理的沥青路面结构层设计参数和结构组合,根据研究结果为重载交通下的沥青路面设计提供参考。     

东风4型机车牵引主动齿轮迟缓的分析与计算

本文针对东风4型电传动内燃机车牵引主动齿轮迟缓现象进行分析。通过计算选取两联接件最合适的过盈量，保证联接摩擦力和联接中各零件的强度，杜绝机车牵引主动齿轮迟缓现象的发生。     

基于工况分析法的电动汽车参数匹配

分析了电动汽车在给定循环工况下负荷功率的分布情况,进而对驱动电机的额定功率进行了匹配。考虑到实际道路具有一定的坡度,因而对驱动电机的额定功率进行修正,以满足汽车在实际行驶过程中的功率需求。根据对特征工况的分析,得到电动汽车驱动电机的峰值功率以及恒功率扩大系数匹配原则,确定了传动系统挡位数及速比大小。     

重载铁路钢轨焊接接头区域的轮轨动力作用特性

为研究重载货车通过钢轨焊接接头的轮轨作用特性,运用车辆-轨道耦合动力学理论,建立了30t轴重货车-轨道垂向耦合模型。对钢轨焊缝不平顺采用叠加谐波激扰模拟,仿真分析了30t轴重货车以120 km/h速度通过钢轨焊缝不平顺区时的轮轨动力学性能指标,以及短波不平顺的波长和波深对轮轨系统动力性能的影响。结果表明:在既有的钢轨焊缝作业标准条件下,30t轴重货车以120 km/h速度通过时,轮轨作用变化较小。当焊缝不平顺长波波长λ1为1 m,长波波深δ1为0.3 mm,短波波长λ2为0.1 m,短波波深δ2超过0.4 mm时,其轮轨力超过许用值250 kN;当短波波深超过0.7 mm时,30t轴重货车发生轮轨脱离现象。当焊缝不平顺短波波长变为0.2 m,短波波深超过0.6 mm时,轮轨力大于250 kN;当短波波深超过1.6mm时,30t轴重货车发生轮轨脱离现象。     

J320(U)轮箍踏面轮轨滚滑损伤的失效分析

对J320(U)轮箍踏面长条鱼鳞状损伤的失效分析,通过对损伤轮箍的失效分析排除轮箍制造原因,确认损伤为制动剥离,发现损伤区域存在热影响区域,热影响区域表层存在平行于表面的裂纹,热影响层存在马氏体、贝氏体、屈氏体、索氏体及细晶粒珠光体层,珠光体层同时存在粒状组织,确认了轮箍踏面损伤的原因是轮轨滑行产生高热,高热是轮箍表面金属强度大幅下降,金属被沿踏面拖拽或堆积形成鱼鳞状缺陷。     

超低温重载工况下陶瓷球失效分析

混合轴承陶瓷球在超低温重载条件下工作6 h发生表面局部剥落.为找出失效原因,提高混合陶瓷轴承的寿命和工作可靠性,对发生局部剥落的陶瓷球进行宏观、微观断口显微分析和金相分析.结果表明,发生早期疲劳的陶瓷球与含裂纹陶瓷球滚动接触疲劳试验的失效形式相同.导致实验中陶瓷球失效的原因是陶瓷球表面存在的裂纹扩展,这些裂纹来源于材料中含有较大的夹杂物,并提出了改进措施.     

重载铁路车辆车轮与辙叉型面匹配研究

道岔是重载铁路最为薄弱环节之一,针对大秦重载铁路道岔的磨耗磨损问题,通过轮轨型面测量仪测得大秦线路磨耗后道岔型面数据,建立车辆车轮标准型面与不同辙叉型面的有限元模型,计算分析在轴重作用下的匹配情况.结果表明:车轮通过磨耗后辙叉时接触斑相对细长,使车轮与辙叉产生较大的应力集中,随着辙叉磨耗程度的增加,应力集中愈加明显;在不同轴重作用下,轴重的增加使接触斑面积增大,弹塑性变形也有助于降低轮叉接触应力的变化率.     

机车车轮与重载辙叉的接触与残余应力分析

针对大秦重载线路道岔辙叉区疲劳伤损、裂纹、剥离掉块等问题,利用JM3机车车轮型面和标准75 kg/m钢轨12号辙叉型面,建立机车车轮和辙叉区三维有限元接触模型,对辙叉等效应力、表面接触应力和内部残余应力进行有限元弹塑性分析;结果表明:翼轨上距离理论尖端240 mm位置的MISES应力最大,达到1 537 MPa,进入塑性变形阶段,塑性应变会引起材料的残余应力和残余变形;距理论尖端240~420 mm区段残余应力较大,最大可达到945 MPa,主要分布深度在0.5mm左右;机车通过辙叉区段平顺性良好,最大变形相差不大,但距离理论尖端480 mm位置的最大残余变形超出其他位置,达到0.087 mm,该截面位置翼轨磨耗会相对严重.     

重载车轮钢显微组织与氢渗透特性

利用金相显微术、扫描电镜、透射电镜以及X射线衍射测量技术研究1种重载车轮钢的显微组织,采用电化学方法探讨它的氢渗透特性.研究表明,实验用重载车轮钢的显微组织由质量分数分别为95.7％的层片状珠光体和4.3％的先共析铁素体组成,20℃时氢在实验钢中的扩散系数D0为1.96×10-6 cm2·s-1,该钢产生氢鼓泡的临界氢质量分数为3.64×10-6.     

碳、硅含量对重载车轮钢显微组织的影响

利用金相显微术、扫描电镜、透射电镜以及X射线衍射测量技术研究碳、硅含量对重载车轮钢显微组织的影响。结果表明:重载车轮钢的显微组织由珠光体和少量先共析铁素体组成,适当降低碳含量、增加硅含量不仅使珠光体含量减少,而且导致珠光体的片层间距增大;与珠光体团内层片状组织相比,珠光体团界处的渗碳体不再呈片状、而是以颗粒状不连续分布,同时渗碳体含量相对较少。     

动水条件下重金属在沉积物水之间的迁移规律

借助自主开发的不同水动力模拟水槽,选择4.01 cm/s(小流速,A槽)、12.70 cm/s(中流速,B槽)、20.23 cm/s(大流速,C槽)3种流速条件,研究15d运行周期内,3个水槽中沉积物重金属Cd、Cr及类金属As在沉积物-间隙水-上覆水之间的迁移规律.结果表明:1)流速的增加能促进重金属的释放;2)间隙水中As的浓度远远大于上覆水中浓度,为其向上覆水迁移提供了条件;3)沉积物再悬浮是上覆水中重金属浓度增加的主要原因.同时,与静水条件相比,动水条件对沉积物中重金属的迁移有显著影响,但不同重金属受自身特性的影响显示不同的迁移规律.另一方面,3种水流条件对不同介质中重金属含量变化产生的影响过程和结果也不相同,但其影响程度总体为上覆水＞沉积物＞间隙水.     

铁路货运机车检修布局优化研究

铁路货运机车检修布局是整个铁路运输生产力布局的重要组成部分,对提高检修效率、降低检修成本具有关键作用。从我国实际情况出发,在考虑各个候选点检修能力的前提下,以系统内检修点的改扩建费用和机车因检修作业产生的回送费用之和最小为优化目标,考虑了在检修点的覆盖距离内,以需求点和候选检修点的对应关系为约束建立了铁路货运机车检修布局优化的数学模型。最后,借助MATLAB商业软件进行算例分析,验证了模型的有效性。     

机车轮对踏面形貌的非接触检测系统研究

为改变目前轮对检测的落后现状,及时准确掌握轮对运行状况,研制开发了一套轮对踏面非接触自动检测系统,提出了一种自动检测铁路机车轮对踏面磨损的新方法。该方法用激光位移传感器获得机车轮对踏面数据,然后运用Labview语言编制分析软件,建立轮对踏面二维图像,并与标准图像对比,求出踏面磨耗值。检测结果表明,分析结果完全符合最终检测精度（〈0．01mm）,这种分析方法简洁合理。     

重载列车引起地面振动的实测分析

论述了重载列车引起周围环境振动的影响评估,结合某线重载铁路的一段地面振动实测加速度时程,分别在时域和频域内对实测结果进行了分析;采用1/3倍频程下计权振动加速度级作为振动评价量,发现重载列车产生的水平振动很大,与竖向振动相比不可忽略。结合我国新标准对环境振动进行评价,为铁路沿线构筑物的隔振减振设计提供一定的依据。     

不同气象条件下交通规律分析

尽管天气对交通拥堵有负面影响,目前国外也存在天气情况、交通流之间关系的研究,然而,由于传统数据采集局限性,国内鲜有针对两者关系的研究.采用上海市宝山区交通中心实测交通流数据对交通拥堵,尤其是间断性拥堵与不同天气的数量关系进行了研究.结果表明,产生间断性拥堵的原因中,与天气相关的主要因素是中雨和大雨,小雨对交叉口交通(即拥堵)影响不大.此外也研究了车种构成及大车率与不同雨量天气的关系.最后提出用于缓解交通拥挤压力的三类策略:控制、应对、优先通行.