轨道交通车辆层状弹簧结构参数对其垂向刚度的影响

针对层状弹簧结构参数对其垂向刚度性能影响的问题,基于层状弹簧设计及生产应用经验,利用有限元仿真分析和试验相结合的方法,分析研究了橡胶层外径、橡胶层内径以及胶层厚度等层状弹簧关键结构参数对垂向刚度影响的规律,确定了层状弹簧垂向刚度理论计算公式,并进行了验证分析.结果 表明:层状弹簧橡胶层外径对垂向刚度影响效果最为显著,起正向影响作用,影响灵敏度值约为5.5～7.7;橡胶层内径为负向影响,影响灵敏度值约为-1.7～-2.5;胶层厚度为负向影响,影响灵敏度值约为-2.1 ～-2.5;胶层数与垂向刚度呈反比影响关系.同时验证了理论计算公式的准确性.     

节段预制胶拼构件胶接缝厚度研究

拼接胶是节段预制拼装桥梁的重要建筑材料,胶接缝厚度对桥梁受力性能和耐久性能有重要影响。本文设计了胶接缝厚度试验构件,从11个构件中取样实测并统计分析了胶接缝厚度。结果表明:胶缝厚度基本服从正态分布,拟合得出胶接缝厚度均值为0. 48 mm,标准差为0. 23 mm。分析了预制节段端面表层剥落、挤胶应力不均匀及节段拼装误差对胶接缝厚度的影响,探讨了胶接缝厚度对节段混凝土受力状态的影响,即过厚的胶层将引起拼装桥梁整体刚度降低及预应力损失增大。     

道砟胶在道床过渡段的应用与施工

为明确道砟胶在改变道床过渡段刚度方面的作用,进行了室内试验,测试了不同用胶量时的道床支承刚度,并对其施工方法及方式进行研究.结果表明,通过改变枕底道砟胶的用量达到调整道床刚度的目的,可以将其作为一种新的施工方式.道砟胶的手动施工和机械施工各有所长,施工中可将二者结合使用.     

胶层厚度对CFRP布加固RC梁抗弯承载力影响研究

为研究黏结胶层厚度对CFRP布外贴加固有预损伤的钢筋混凝土梁抗弯承载力的影响,对已有纤维片材加固混凝土试件的黏结胶层厚度控制方法进行改进,完成2根基准对比梁和4根损伤加固梁的抗弯试验,并采用有限元软件ABAQUS分别建立三维实体模型和纤维梁模型对试验进行数值模拟.研究结果表明:当黏结胶层厚度从0.5 mm增至3 mm时...     

道砟胶对道床参数的影响研究

为了明确经过道砟胶组织后,道床参数的变化情况,在试验室进行了轨道实尺模型试验,测试了喷道砟胶前后道床纵、横向阻力、支承刚度的变化情况。试验结果表明:如果喷胶量为48 kg/m3,枕底、枕间及砟肩都喷道砟胶时,道床纵向阻力大约提高8.5倍,横向阻力大约提高17.4倍,加载的竖向力为140 kN时支承刚度提高37.6%,并且在卸载5 min内轨枕位移约恢复90%。因此,道砟胶可以应用在小曲线半径无缝线路、无砟轨道向有砟轨道的过渡段上,以提高道床横向阻力、调整道床支承刚度。     

不同用胶量下胶粘道床力学特性试验研究和离散元分析

在我国高速铁路胶粘道床路段进行支承刚度现场测试,获得不同用胶量胶粘道床力学特性数据。采用PFC3D建立胶粘道床离散元模型,用测试数据进行参数标定与模型验证,在此基础上分析不同用胶量道床的支承刚度以及列车荷载作用下道床的力链分布、拉压接触力、沉降变形。结果表明:随着用胶量的增加,道床支承刚度呈抛物线型增长,力链分布区域逐渐扩展。用胶量从0增加至43 kg/m~3时道床接触点拉力和压力均线性增加;用胶量达到43 kg/m~3及以上时,道床接触点压力趋于稳定,拉力持续增加。与普通有砟道床相比,胶粘道床初始沉降小、易收敛,其累积沉降值随列车荷载作用次数增加呈幂函数型增长,且用胶量越大,越易收敛。     

现代有轨电车轨道路基联合优化分析

为得到有轨电车典型轨道路基最优设计参数组合,采用大型有限元分析软件ANSYS建立轨道路基空间耦合模型,运用正交试验方法研究扣件刚度、轨道板厚度、支承层厚度、基床总厚度、基床压实指标K_(30)这5种因素对轨道路基的受力和变形分布规律的影响。根据极差分析方法,确定影响轨道路基设计方案技术性指标和经济性指标的因素重要性次序,同时以基床总厚度为指标对比分析轨道路基联合设计方法与传统路基设计方法之间的区别。结果表明:采用轨道路基联合设计方法得到的轨道路基方案较传统单独设计方法获得的方案更加经济合理;综合考虑轨道路基设计的技术性指标和经济性指标,确定最佳轨道路基设计方案为扣件刚度40 k N/mm、轨道板厚度0.2 m、支承层厚度0.4 m、基床总厚度0.8 m、基床压实指标K_(30)(110 MPa/m)。     

圆形板式橡胶支座轴向刚度的研究

为解决广泛应用于铁路、公路桥梁以及建筑物的圆形板式橡胶支座轴向刚度计算问题,根据轴向压力作用下圆形板式橡胶支座的压缩变形特征,并考虑橡胶层和加劲钢板层层数和厚度的影响,假定一组满足边界条件的试探位移函数,然后利用变分原理和卡氏第二定律,导出圆形板式橡胶支座的轴向刚度计算公式。利用该公式计算圆形板式橡胶支座轴向刚度时,不受橡胶层和加劲钢板层层数和厚度的限制,并且可忽略加劲钢板轴向变形对支座轴向刚度的影响。通过比较,计算值与实测值的吻合程度较好。     

轨道结构刚度的理论计算

介绍轨道总刚度的计算,轨下垫层刚度和扣件刚度之间的关系,轨下垫层、扣件和道床刚度的理论计算方法等。在对道床刚度计算时,采用道床分层计算法,根据不同深度道床应力的梯形分布求出最大道床应力和道床弹性模量计算道床刚度,由于最大道床应力的范围小于平均道床应力的范围,所以用此法计算的道床刚度接近实测值。进一步指出虽然理论计算的轨道部件刚度值是线性的,但实际轨道部件刚度是非线性的,在具体应用时应根据荷载范围选用轨道结构刚度值。     

软土地基硬壳层对路堤工程特性影响的研究

对于修建在软土地基硬壳层上的路堤,经过硬壳层的应力扩散后,施加到软土层顶面的附加应力会大大减小.采用非线性有限元数值计算方法,研究了路堤荷载作用下硬壳层刚度、路堤高度以及软基厚度对硬壳层软土地基变形特征,以及硬壳层应力扩散效果的影响.     

轨道车辆车体刚度灵敏度分析

以轨道车辆为背景,依据转轴公式和平行移轴公式得到车体截面内任意倾角部件的惯性矩,进而获得截面的刚度及其灵敏度。在已知车体刚度分布的前提下,依据车体刚度及其灵敏度,通过调整刚度薄弱位置相关部件的截面尺寸,可达到提高车体刚度的目的。     

CRTSⅠ型板式无砟轨道路基沉降抬板维修技术研究

由于地质条件、建设施工等原因,部分高速铁路路基出现不同程度的沉降,影响行车的平顺性。介绍高速铁路CRTSⅠ型板式无砟轨道路基沉降抬板维修方案的若干技术问题,提出抬板高度及抬板填充材料刚度的合理取值。CRTSⅠ型板式无砟轨道路基沉降可通过扣件调整和抬升轨道板增加充填层厚度等方式进行整治维修。为保证抬升轨道板后凸型挡台受力,建议圆形凸台地段抬板高度最大不超过45 mm,半圆形凸台地段不应进行抬板。轨道板抬升采用的填充材料刚度宜与原CA砂浆层保持一致。     

双层非线性减振扣件刚度及其影响因素研究

为了研究某双层非线性减振扣件刚度及其影响因素,对其静刚度在MTS试验机上进行试验测试,测得该扣件的刚度为14.45 kN/mm。根据现有的实体模型,运用ANSYS有限元分析软件建立该扣件的有限元模型,分析模型的静刚度为13.95 kN/mm,误差为3.58%。将扣件模型中弹性垫板的厚度、凸圆台锥角和凸圆台直径作为影响因子,计算扣件系统在预组装条件下刚度的变化趋势。研究表明,通过改变弹性垫板厚度、凸圆台锥角和凸圆台直径,扣件系统的刚度均有所改变。弹性垫板的厚度和凸圆台锥角变化趋势相似,都随参数的增大刚度减小,厚度的影响更为明显。弹性垫板凸圆台直径增大,扣件刚度减小。在扣件优化设计过程中,可考虑改变上述3个参数,以改变扣件的刚度。     

互层岩体隧道爆破超欠挖控制技术研究

研究目的:互层岩体层间胶结力差、整体刚度低,在隧道钻爆法开挖过程中极易出现超欠挖问题.为探究互层岩体对隧道爆破超欠挖的影响,本文以新建中兰铁路尖山隧道工程互层段为研究对象,采用离散元数值模拟方法和现场掌子面激光扫描图像分析互层倾角及厚度对隧道爆破超欠挖的影响规律,在此基础上提出炮孔布置优化方案.研究结论:(1)互层岩体...     

CFRP/GFRP纤维混杂加固RC梁界面中缺陷的有限元分析

采用非线性有限元分析方法,对碳纤维布和玻璃纤维布(CFRP/GFRP)混杂加固带胶层缺陷的钢筋混凝土梁界面的力学性能进行研究,分析缺陷的位置、大小和数量对加固梁界面应力的影响。通过对比分析带胶层缺陷的加固梁与无胶层缺陷的加固梁应力分布的不同,得出了胶层缺陷对CFRP/GFRP混杂加固的钢筋混凝土梁界面应力的影响。最后给出了界面最大正应力和最大剪应力随缺陷情况不同的变化规律。     

75kg/m钢轨12号高锰钢固定辙叉单开道岔刚度均匀化设计研究

重载铁路道岔的不均匀刚度势必加剧轮轨相互作用,影响列车运行稳定性的同时引发严重的道岔部件伤损。在充分考虑扣压件、铁垫板及板下胶垫、钢轨类型、滑床台等影响因素的基础上,应用有限元法建立了75 kg/m钢轨12号固定辙叉单开道岔的轨道刚度计算模型。轨道刚度分布规律的分析结果表明,道岔横向和纵向均存在较大的刚度不平顺。为消除这种不平顺,探讨了均匀道岔轨道刚度分布的扣件刚度设置方式,在采取相应均匀化措施后,直、曲基本轨下整体刚度沿线路纵向基本呈水平分布。运用超弹性有限元方法对固定辙叉重载道岔的板下胶垫进行设计,优化方案既保证了胶垫强度又便于刚度调整的实现。     

1700V IGBT场限环场板终端优化设计

击穿电压是IGBT的一个重要参数,而器件的击穿电压主要与终端结构有关,所以对终端结构的研究一直备受关注。文章设计了一种1 700 V的IGBT终端结构,采用场限环和场板相结合的终端技术,降低了器件表面电场峰值,提高了其击穿电压。通过仿真分析多组不同场板长度和氧化层厚度的终端结构,采用多项式拟合和多元回归分析击穿电压、表面电场分布与每个环上的场板长度和氧化层厚度的关系;在此基础上提前预测器件的击穿电压和表面电场分布,缩短终端设计时间;经过调整后,在366μm的终端上仿真实现了1 927 V的击穿电压,终端效率达到了91.5%。该终端优化设计方法能够优化器件的表面电场分布,有效降低表面电场峰值,并提高终端效率。     

微弧氧化陶瓷表面无钯活化化学镀铜的研究

用氢氟酸活化方法取代传统的钯胶活化法,在镁合金微弧氧化陶瓷膜表面经化学镀铜制备了陶瓷／铜协合膜层。结果表明,铜层连续均匀地覆盖微弧氧化陶瓷层表面,渗入并填充陶瓷层内部呈网状分布的孔隙,实现了铜层与陶瓷层在呈网络状分布的孔隙处产生机械咬合、钉扎或锁扣。以价健理论分析了材料表面析氢电催化活性过程,探讨了微弧氧化陶瓷层表面氢氟酸活化机理。     

CRTSⅢ型减振板式轨道垫层刚度限值研究

为研究CRTSⅢ型减振板式轨道减振垫层刚度对自密实混凝土耐久性的影响,应用弹性地基梁-实体有限元模型,以减振垫刚度限值为研究对象,考虑列车荷载与正温度梯度共同作用,计算不同垫层刚度下自密实混凝土的拉应力、裂纹分布及宽度、耐久性损伤度。结果表明,随减振垫层刚度减小,自密实混凝土层拉应力、裂纹数量、裂纹宽度及耐久性相对损伤度均逐渐增大;依据自密实混凝土层耐久性要求,得到减振垫层的面刚度下限值为20 MPa/m。     

CRTSⅡ型板式无砟轨道板下水泥乳化沥青砂浆填充质量对轨道结构受力的影响

在CRTSⅡ型板式无砟轨道结构中,水泥乳化沥青砂浆调整层主要起填充、支撑、传力以及提供适当的刚度和弹韧性等作用,是CRTSⅡ型板式无砟轨道系统重要的组成部分。采用有限元法建立CRTSⅡ型板式无砟轨道计算模型,研究列车荷载作用下不同砂浆调整层空隙状态对轨道结构的受力影响,为施工期间的质量验收和运营期间的轨道养护维修提供指导。