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。     

轨道不平顺与轮轨匹配对地铁车辆晃动的影响

为了综合分析轨道不平顺与轮轨匹配对地铁车辆晃动的影响机理,采用动力学试验与数值仿真相结合的方法展开研究.测试车辆晃动的横向振动加速度、轮轨廓形及轨道不平顺,掌握车辆晃动、不同轮轨匹配特征,分析轨道不平顺及轮轨匹配对车辆晃动的影响.结果表明：当地铁运行线路存在周期性轨道不平顺时,将严重影响车辆平稳性;不同轮轨型面匹配引起的转向架蛇行运动频率与轨道激励频率、车体滚摆模态频率的接近程度不同,是导致车辆平稳性存在差异的原因.及时处理轨道周期性不平顺,合理控制轮轨型面匹配的等效锥度能够有效改善地铁车辆的运行品质.     

轨道参数对轮轨滚动接触行为影响

计算了不同轨道参数下JM3磨耗型车轮踏面沿60kg/m钢轨轨道滚动接触时轮轨接触几何参数和蠕滑率的变化情况;然后根据确定的轮轨接触几何参数和蠕滑率,利用非Hertz滚动接触理论和数值程序CONTACT分析了不同轨底坡和轨距对轮轨接触斑行为的影响。数值结果表明：使用1/40轨底坡时轮轨滚动接触行为不能达到最佳匹配状态,建议对目前的轮轨型面进行重新优化设计;增加轨距对轮轨接触几何参数和蠕滑率产生较大影响,小半径曲线上在考虑运行安全情况下可适当增加轨距。     

轨道不平顺引起的车轨桥空间耦合振动分析

轨道不平顺对车轨桥空间耦合振动的影响是一个有待研究的问题。本文建立了车辆一无碴轨道-桥梁系统的空间耦合振动模型,并通过功率谱密度得到轨道不平顺的时域模拟样本,以其为激励源,分析车辆-轨道-桥梁空间耦合振动响应。通过对比,考虑高低不平顺的空间模型与4种几何不平顺的计算结果,由此得到,轨道不平顺的改变主要影响轨上部分的振动,对轨下部分以及桥梁结构影响不大。     

钢轨维修对高速铁路轨道平顺性的影响分析

钢轨维修是高速铁路轨道结构修理的核心作业内容,其对线路平顺性的影响直接关系到维修作业计划的有效制定. 针对某300 km/h高速铁路无砟轨道钢轨维修前后的轨检数据,分析1~42 m和1~120 m波长区间高低及轨向不平顺的时域、频域以及与车辆振动加速度的相干函数,确定钢轨维修对轨道平顺性的影响. 结果表明:钢轨维修仅对1~120 m的轨向不平顺轨道质量指数（Track Quality Index, TQI）有显著改善作用,使其降低约0.7 mm;在轨道不平顺频域分布上,钢轨维修作业对于轨道不平顺波长的组成没有显著作用,仅对于波长3 m以下轨道不平顺有一定的改善作用;钢轨维修作业对改善列车垂向振动有一定的效果.     

基于惯性基准法的短波不平顺影响因素研究

针对轨面短波不平顺敏感因素问题,利用多体动力学软件Universal Mechanical建立车辆-轨道耦合动力学模型,基于惯性基准法原理仿真检测轨面短波高低不平顺,分析轨道结构及其关键参数对轨面短波高低不平顺的影响.分析结果表明,柔性轨道估算不平顺大于无质量轨道,最大幅值差为0.076 mm,轨道结构振动对轨面短波高低不平顺具有一定影响,主要影响波长范围为0.15～0.46 m;扣件系统垂向刚度对短波不平顺的影响较大,幅值变化明显,波长0.15～0.33 m内轨道谱随扣件刚度的增大显著增大;短波不平顺随扣件阻尼、路基支承刚度及路基支承阻尼的增大而减小,主要影响波长范围分别为0.27～0.46、0.15～0.33及0.28～0.40 m;短波不平顺随轨枕间距的增大而略增大.研究成果可为短波不平顺的维护与控制提供理论依据,为列车运营安全提供保障.     

浮置式轨道在实测轮轨力作用下的动力响应

针对现有的三种浮置式轨道结构建立三维有限元模型,通过大型有限元软件ANSYS对三者施加一试验中实测的轮轨力数据,分别得到三种浮置式轨道结构的动态响应,而后再做以比较,定性的得到三种浮置式轨道结构的减振降噪效果以及各自固有频率的范围,从而提出在实际工程应用中不同工况条件下浮置式轨道结构合理的选型、应用以及搭配方案,并为浮置式轨道的其他动力特性的分析提供了一个关键的动态理论参数.     

基于结构参数不确定的列车-轨道-路基系统耦合振动概率分析

列车荷载作用下有砟轨道-路基耦合系统结构参数的不确定性引起的随机振动对行车安全的影响不可忽略.本文提出了一种基于概率密度演化理论的三维列车-有砟轨道-路基耦合系统随机振动概率仿真分析模型,该模型可同时考虑轨道随机不平顺、道砟层和路基层随机刚度、随机阻尼等耦合效应,为列车-轨道-路基系统随机振动分析提供了一种全新的计算分...     

阴阳坡效应下季冻区铁路路基水-热-力行为与轨道不平顺规律研究（英文）

阴阳坡效应会影响高速铁路路基温度场的分布规律,导致路基表层产生不均匀冻胀变形,进而造成无砟轨道产生静态不平顺,影响高速列车运行的平稳性和舒适性。本文建立了考虑阴阳坡效应的冻土水-热-力耦合模型,探究了季冻区高速铁路路基在冻结过程中温度场发展过程以及土体的变形特性,分析了不均匀冻胀变形作用下的CRTS Ⅲ型板式无砟轨道钢轨不平顺变化规律。计算结果表明：高速铁路路基左右侧边坡由于所受太阳辐射量不同,阴坡冻结时间早于阳坡,而融化时间却晚于阳坡,这是引起路基不均匀冻胀的关键因素。不同线路走向会影响路基上部的温度变化和表层冻胀量,从而使无砟轨道结构变形存在差异。当线路为东北走向时随着走向角的不断增大,下行线的轨道水平不平顺不断减弱,上行线轨道水平不平顺则稍有增加,最终在南北走向时二者趋于一致。因此,在季冻区铁路选线时应最大程度避免东西走向,以尽可能减弱极端情况下的路基阴阳坡现象。     

基于柔性转向架的轨道车辆悬挂参数优化

以某轨道工程车为研究对象,利用Solidworks建立转向架刚性模型,对该模型进行网格划分后,使用ANSYS和SIMPACK建立包含柔性转向架的刚柔耦合动力学模型,研究转向架弹性变形对车辆直线运行稳定性、曲线通过性能和车辆运行平稳性的影响。以轴箱定位节点横向、垂向刚度,一系悬挂横向、垂向刚度,二系悬挂横向、垂向刚度为设计变量,设计拉丁超立方试验,利用RBF神经网络和NSGA-Ⅱ算法对横向、垂向平稳性指标,脱轨系数和轮轨横向力进行多目标优化。结果表明：轴箱定位节点横向、垂向刚度为5775 kN/m、11419 kN/m,一系悬挂横向刚度、垂向刚度为6042 kN/m、7834 kN/m,二系悬挂横向、垂向刚度为152 kN/m、158 kN/m时车辆动力学性能得到显著改善。     

轨道刚度不平顺对高速车-轨-桥系统振动的影响

轨道刚度不平顺从轨面上难以区分,当列车通过时则会产生巨大的轮轨冲击或轨道变形,严重影响系统的安全平稳运营.针对该问题,首先解析推导了轨道刚度不平顺的数学表达式,并基于列车-轨道-桥梁动力相互作用理论建立了高速列车-板式轨道-轨桥耦合动力学模型;在此基础上从时域和频域角度研究了常规型轨道刚度不平顺对系统的影响;并以扣件失...     

预制式轨道板质量对钢轨和桥梁的振动影响

本文针对轨道交通和高速铁路中广泛采用的无砟轨道结构,对无砟轨道的轨道板结构的分析基础上,针对预制式轨道板结构的特点,建立了预制式轨道板结构的力学模型,即弹性支撑的刚体模型。通过对预制式轨道板结构质量变化对轨道和桥梁系统振动响应影响的分析,求得无砟轨道中预制式轨道板结构的质量对振动影响的规律,提出了无砟轨道结构减振设计的优化方案。     

高速铁路无砟轨道引起的地面振动特性研究

以软土地区高速铁路无砟轨道路基段的地面振动问题为例,通过运用车辆-轨道耦合动力学理论和有限元方法,计算分析了速度为350 km/h的高速列车通过无砟轨道路基段引起的地面竖向振动时域、频域特征及其随距离的衰减规律,并与实测结果进行了对比。研究结果表明:在距离轨道不同位置处,计算与实测得到的地面振动加速度时域峰值的吻合度较好,20 m之前地面振动时域峰值衰减速率较快,而20 m以后其衰减速率开始减缓。通过对比地面振动1/3倍频程计权加速度级发现,计算与实测结果间的主频带振级相差不到5 dB。此外,从地面振动计权加速度级随距离的衰减规律可知:列车速度为350 km/h时的软土区高速铁路无砟轨道路基段周边50 m范围内的地面振动计权加速度级均大于65 dB,对人们正常生活的影响不可忽视。     

搭接焊缝对铝合金焊接结构轻量化设计的影响

为研究熔化极惰性气体保护焊（MIG焊）搭接焊缝的引入对铝合金焊接结构轻量化设计结果的影响,根据焊缝拉伸试验建立了焊缝的壳单元等效模型,并将其嵌入到基于结构参数化模型多目标优化的轻量化设计方法中。结果表明：在考虑焊缝影响后,设计结果满足目标需求并且更接近工程实际,同时还实现了焊缝处应力的合理分布以及更理想的焊缝布局,但质量有所增加。因此,考虑了MIG焊搭接焊缝影响的铝合金焊接结构轻量化设计具有更好的工程实际应用意义。     

伸缩缝参数对大跨度拱桥车致动力响应的影响

为探究伸缩缝参数对大跨度中承式钢管混凝土拱桥车致动力响应的影响,建立了考虑伸缩缝参数影响的车-桥耦合动力响应分析方法（车-缝-桥耦合动力响应分析方法）;进而以某大跨度中承式钢管混凝土拱桥为研究对象,探究了伸缩缝高差、支撑刚度、缝宽等参数对车-缝-桥耦合动力响应的影响规律。结果表明:1）伸缩缝设计参数条件下,随车速的增加车辆对伸缩缝的竖向冲击作用呈先减小后增大的趋势,与主梁车致冲击作用相比,伸缩缝车致冲击作用更加显著;随车速增加主梁车致冲击系数呈增大趋势;考虑伸缩缝参数影响后,车辆对主梁的竖向冲击作用与空间位置有关,与伸缩缝位置相近的主梁测点冲击系数更大。2）伸缩缝参数变化条件下,中横梁升高会导致车辆对伸缩缝的冲击作用增大,而中横梁升高或降低均会导致车辆对梁端的冲击作用增大,并造成支座反力的增大;伸缩缝支撑刚度降低或缝宽变大时,车辆对伸缩缝中横梁的冲击作用影响均增大;伸缩缝参数对主梁1/4跨截面、1/2跨截面位移响应影响较小。     

机器人MIG焊工艺参数对焊缝尺寸的影响

为了进一步探讨平板单层熔敷成形中的焊接工艺,为后续成形试验提供理论指导和技术支持,研究了与机器人MIG焊金属快速成形焊接过程密切相关的重要焊接参数.采用单因素试验方法,获得了各焊接参数对成形焊缝尺寸(余高和熔宽)的影响规律.通过分析可知,送丝速度和焊接速度对焊道几何尺寸影响显著; 焊枪倾角、工件坡度及干伸长对成形焊道几何尺寸的影响相对较小,可以用于对焊道精细规划中的焊缝尺寸(余高和熔宽)进行微调.     

三角对称晶场中3d5组态离子的激发态对基态的影响

分别从理论分析和数值计算分析两方面来分析三角对称晶场中3d5组态离子自旋四重态和自旋二重态对基态的影响.理论分析和数值计算分析都反映出自旋四重态通过与基态间的自旋-轨道耦合作用直接影响着基态,而这正是影响基态能级和零场分裂的主要原因;自旋二重态通过与自旋四重态间的自旋-轨道耦合作用间接影响基态能级和零场分裂,虽影响很小,但却是不可忽略的.     

大牛地气田水平井井眼轨道参数对携液能力的影响

针对大牛地气田水平井携液难度大、井内易积液等问题,建立了不同井眼轨道参数下的仿真模拟井眼轨道和受力模型,分析井眼轨道参数对水平井携液能力的影响。研究表明,大井眼曲率及最终井斜角大于90°有利于井内携液,双增井眼轨道稳斜段井斜角应尽量避开40°至70°造斜段,等靶前距条件下加大稳斜段长度有利于携液。在DPH-19井与DP55S井实践应用中,对井眼轨道参数进行适当优化后,井内携液能力有所提高。     

汽车风洞试验段尺寸参数对试验的影响

基于计算流体力学(CFD)的数值模拟,研究了开式汽车风洞试验段尺寸参数对风洞试验的影响。探讨了开式汽车风洞试验的影响因素,进行了不同汽车风洞喷口大小、集气口大小、试验段长度对气动阻力测量试验影响的数值模拟研究,得出了气动阻力系数随风洞尺寸参数的变化趋势。研究表明,风洞喷口尺寸大小对试验影响较大,风洞集气口尺寸和试验段长度对试验有影响,但相对喷口尺寸影响比较小。对开式风洞气室的影响也进行了初步探讨,研究表明,气室的存在对气动阻力系数的影响不大。