基于非Hertz滚动接触理论的轮轨滑动摩擦生热分析

热损伤是铁路车辆轮轨的主要失效形式之一.当列车在短时间内紧急制动或加速牵引时,车轮和钢轨接触面间容易发生纯滑动现象,该滑动就会导致轮轨出现较高的接触温升,温升达到一定时会使车轮和钢轨材料产生相变,从而导致轮轨表面的裂纹、擦伤和剥离破坏.本文首先利用轮对切片投影法计算轮轨接触几何关系;然后利用基于非Hertz滚动接触理论的CONTACT程序计算轮轨接触应力,计算结果能更好的反应轮轨真实的接触状态;最后进行轮轨滑动工况下接触热效应的分析.利用MATLAB软件编制了轮轨接触热效应分析程序,针对不同的摩擦因数和相对滑动速度进行了钢轨表面的温度场分布研究.结果表明:轮轨处于滑动摩擦状态下,热效应明显,在计算轮轨热接触耦合分析时需考虑材料参数随着温度变化的影响;随着摩擦系数和相对滑动速度的增大,热效应越明显.轮轨滑动过程的热效应问题研究将有助于揭示接触过程中的轮轨表面伤损机理.     

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。     

轮轨横向接触系统的自激振动分析

为了研究轮轨接触过程中发生的自激振动现象对轮轨曲线啸叫噪声的影响,建立了轮轨横向接触系统的单自由度动力学方程,采用基于De Beer模型的改进的新型摩擦系数模型计算了轮轨接触面上的摩擦力变化,用相平面法分析了动、静摩擦系数以及横向蠕滑率对该自激振动系统的稳定性影响.计算结果表明：不稳定的轮轨自激振动会激发车轮的若干模态...     

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.     

重载机车在不同牵引工况下的轮轨匹配分析

重载机车轴重增大及速度提高带来了严重的轮轨磨耗问题.针对机车在不同牵引工况下的轮轨型面匹配情况,应用轮轨型面测量仪实测机车车轮型面数据,将标准与磨耗后机车车轮型面分别和标准75 kg/m钢轨型面在对中位置匹配,建立机车轮对-钢轨三维有限元模型,并进行接触计算分析,得出如下结论:车轮踏面磨耗使轮轨间的Mises应力减小,其中标准型面的最大Mises应力点出现在轮轨表面下2~3 mm处,磨耗型面的最大Mises应力点更接近轮轨表面;牵引力使车轮的等效应力点较钢轨上的应力点位置出现纵向偏移,且随着牵引力的增加,纵向偏移量越大;车轮的踏面磨耗使轮轨接触斑中心更接近钢轨内侧轨距角;施加不同牵引工况时的轮轨横向切应力几乎不变;施加相同牵引工况时,车轮型面磨耗1 mm的轮轨纵向切应力大于标准型面,而车轮型面磨耗2 mm的轮轨纵向切应力小于标准型面.     

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。     

滑动轴承接触参数计算方法的分析

对滑动轴承接触参数的计算方法进行了系统分析。从接触力学的角度论述了工程简化算法、解析算法、数值算法,应用组合磨损理论计算了滑动轴承的接触参数;指出了以往一些算法的不足之处,强调必须应用有限单元法、边界单元法等现代数值方法从接触力学的角度来进行研究。     

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。     

基于轮轨结构振动的车辆动力学性能研究

为了研究柔性轮对在高速旋转状态下弹性效应以及轨道的柔性结构振动对车辆运行的平稳性和安全性等动力学性能的影响,建立了轮对和钢轨的有限元模型,通过模态综合技术获取柔性轮对和柔性钢轨的模态信息,分别建立了柔性轮对和柔性钢轨接触、柔性轮对和刚性钢轨接触、刚性轮对和柔性钢轨接触和刚性轮轨接触的车辆动力学模型,对比了不同动力学模型在含有国内某干线轨道谱的情况下的动力学响应.仿真结果表明,柔性轮轨结构振动对高速动车组的直线动力学性能有明显的影响.     

研究双层弹性接触问题的计算

研究三个接触体之间两层接触面的弹性接触问题，建立了求解此类问题的整体方程，本方法在解题的有效性方面有明显的优点。     

坐标方位角法的精度分析

本文推导出了坐标方位角法精度估算公式和计算图形系数Ｋ的方法，分析了测设点点位精度与Ｋ值的关系，提出了Ｋ＞Ｋ容时的解决办法．     

轨道科研试验线的轮轨力、脱轨系数及减载率研究

为了对同济大学轨道交通科研试验线进行脱轨安全性评定,采用测力钢轨法测试轨道交通科研试验线列车通过时的轮轨力,包括轮轨垂直力及横向力,由轮轨力计算脱轨系数及轮重减载率。结果表明,列车以速度20、30及40 km/h驶过时,南侧钢轨的轮轨垂直力平均值在54.91~56.14 k N范围内,北侧钢轨的轮轨垂直力平均值在72.91~76.62 k N范围内;南侧钢轨的轮轨横向力平均值在5.77~7.86 k N范围内,北侧钢轨的轮轨横向力平均值在6.48~7.11 k N范围内;脱轨系数分别为0.096、0.104及0.113,轮重减载率分别为0.141、0.152及0.154,脱轨系数及轮重减载率都远小于限界值,都具有很大的安全余量,轨道交通科研试验线在脱轨安全性评定方面完全符合要求。     

运用坐标转换法推导土钉拉力的计算公式

依据折线型破坏滑移面假定，分析土钉支护墙的内部稳定，运用坐标转换的方法，由力的权限平衡条件，推导出土钉拉力T＝∑Ti的计算公式。便于运用计算机编程，计算出土钉拉力。     

水轮机转轮三元流场计算方法--准正交面法

介绍了准正交面法，并将该方法应用于水轮机转轮的三元流场计算中，建立了准正交面法计算三元流场的数学模型，且给出了准正交面法迭代求解的总步骤，从而为水轮机特轮的设计探索了一条新的途径．     

基于有限元法与条分法相结合的岳城水库主坝浅层滑坡分析

以岳城水库主坝为例,采用有限元法与条分法相结合的方式,对浅层滑坡坝段进行了非稳定渗流期的稳定分析,并与常规方法进行了对比.结果说明,有限元法与条分法相结合能充分考虑非稳定渗流期渗流力对土坝稳定的影响,比常规方法更符合实际情况.     

一种基于并行计算的美式期权定价方法

美式期权的定价问题是当今金融学的重要研究课题之一。由于美式期权可以提前执行,故其定价要 比欧式期权定价困难得多。利用有限差分法,通过对Saul'ev格式进行转换,将半隐式格式转换为易于并行计算的显 式格式,最终构造出一种计算方便的美式期权定价差分方法,并验证了此差分格式的收敛性与无条件稳定性。     

叶片泵汽蚀余量的计算方法

采用数理统计和回归分析方法 ,对离心泵、混流泵汽蚀余量进行研究 ,通过统计和计算 ,得到离心泵、混流泵汽蚀余量的确定方法 ,并与 GB/ T130 0 6—— 91标准中汽蚀余量指标 (图线值 )进行比较 ,提出的公式计算平均相对误差小于图线值 ,对叶片泵研究、设计和试验具有实用价值。     

基于AHP和余弦决策法的城市轨道交通安全性评价

针对影响城市轨道交通安全的各种因素,从列车设备、工程设施、人员管理以及外部环境等4个方面建立了层次结构的安全性评价指标体系．通过AHP法即层次分析法对评价体系的各指标进行权重的确定,运用余弦决策法建立了城市轨道交通安全性评价模型,对城市轨道交通的安全性进行了综合评价．并用算例验证了模型的合理性和有效性．     

缆风绳初始拉力与工作拉力的计算方法

采用柔性体变形协调原理和数学手段，推导出了桅杆式起重机稳定系统－缆风绳的初始拉力和工作拉力的计算公式，为桅杆式起重机初始状态的调整以保证被吊设备就位的准确性，吊装过程中的安全可靠性和钢丝绳的选择提供了理论计算依据。