跨坐式独轨车辆动力学模型及仿真

采用线性化的轮胎模型建立跨坐式独轨车辆的动力学方程。模型考虑走行轮的径向刚度、侧偏效应和纵向滑转,对导向轮和稳定轮则考虑其径向刚度和侧偏效应。用面向对象的建模方法,应用MATLAB/Simulink软件,编制跨坐式独轨车辆动力学图形化仿真程序。通过仿真分析跨坐式独轨车辆通过曲线和轨道梁错接头时的响应特性表明,导向轮胎和稳定轮胎的预压力大小对跨坐式独轨车辆的稳定性、安全性以及平稳性等有着重要的影响。讨论确定导向轮和稳定轮合理的预压力的方法,给出初始加紧力具体数值。     

水平轮垂向刚度对跨坐式单轨车辆曲线通过性能影响的仿真分析

基于多体动力学理论,利用UM建立了跨坐式单轨车辆动力学模型.在轨道参数和车辆运行速度不变的情况下,仿真分析了不同水平轮垂向刚度下的单轨车辆曲线通过性能评价指标.仿真计算结果表明:在水平轮垂向刚度变化范围内,车体振动加速度和平稳性指标均满足国家相关标准要求,且评定等级均达优;随着水平轮垂向刚度的增大,车辆的曲线通过性能明显转好,但车辆的平稳性指标和振动加速度却逐渐增大,使乘客乘坐舒适度有所下降;当水平轮垂向刚度增大到一定程度时,车辆的曲线通过性能受其影响变小.     

跨坐式单轨车辆导向轮受力仿真分析研究

跨坐式单轨车辆的转向架和轨道梁与其他轨道交通系统不同,因而其动力学问题具有自身特点。特别是在车辆的曲线通过性方面,导向轮的受力情况是评价其运行稳定性的主要指标。运用动力学仿真软件Simpack建立了车辆仿真模型,分析得出导向轮在不同速度、不同轨道半径下的受力情况,并拟合出了导向轮的受力公式。     

地铁预制式浮置短板轨道动力仿真分析

浮置板轨道结构是目前降低地铁振动和噪声最有效的减振结构。基于车辆轨道耦合动力学原理建立浮置板轨道的动力学分析模型,研究车辆运行速度、支座动刚度的变化对预制浮置短板轨道系统动力学参数的影响,并通过现场测试进行了验证。     

盾构隧道-浮置板轨道系统振动分析

应用弹性地基梁理论以及盾构隧道纵向等效刚度理论,建立了车辆-轨道-隧道耦合动力学仿真模型,研究不同行车速度、不同等效刚度、不同浮置板厚度下耦合系统的振动响应;将耦合系统响应中的支座反力作为隧道-土体模型的输入激励,研究不同参数条件下隧道及土层中的振动规律;隧道壁振动实测分析与仿真分析对比表明,考虑隧道纵向刚度的耦合动力学模型是合理可行的。     

城市轨道交通高架桥动力学性能仿真研究

用大型软件MSC/PATRAN建立城市轨道交通系统车/桥有限元模型,将轨道不平顺作为车/桥耦合振动的激励源,并采用有限元软件MSC/DYTRAN计算耦合系统在普通板式橡胶支座和钢弹簧支座两种情形下的振动响应。计算结果显示,钢弹簧支座能更有效地降低梁体与桥墩的振动加速度。虽然在采用该减振措施后,车体的振动加速度值有所增加,但旅客乘座舒适度和列车平稳性指标仍在允许范围之内。对钢弹簧支座刚度参数的优化研究表明,当刚度系数值为2 54×108N·m-1时,车/桥耦合系统对环境的振动影响最小。     

跨坐式单轨车辆平稳性仿真研究

在多体动力学理论的基础上.参照重庆市跨坐式单轨车辆动力学相关参数,运用SIMPACK动力学仿真软件建立了跨坐式单轨车辆的整车动力学仿真模型,并进行了仿真.根据Sperling车辆平稳性评价标准经验公式在MATLAB中编制相关程序,把SIMPACK仿真结果曲线导入MATLAB中进行计算.计算结果表明重庆市跨坐式单轨车辆有较好的运行平稳性.     

风力作用下悬挂式单轨车辆-桥梁 系统耦合振动仿真研究

悬挂式单轨交通系统主梁通常为下开口钢箱梁,结构刚度小,车辆在风力作用下易发生横向摆动,从而 影响结构安全性和乘车舒适性。以某旅游专线项目 30 m 跨度简支段为工程背景,进行不同风速和不同车速下的 动力响应仿真分析。采用有限元软件建立桥梁模型,采用多体系动力学软件建立车辆和轨道模型,将车辆、轨道 系统和桥梁系统作为一个完整的系统进行联合仿真计算。采用 CFD 软件计算桥梁和列车的静力三分力系数和风 荷载,并将静风力叠加到模型中形成风-车-桥耦合振动模型。计算结果表明,桥梁的横向动位移和竖向动位移随 风速的增大而增大,横向位移变化更加明显,但随车速的增大,动位移变化不明显;车辆的平稳性随风速和车速 增大而逐渐降低,车辆的横向平稳性对平均风更加敏感;所有工况中,车辆的竖向和横向 Sperling 系数最大值分 别为 2.49 和 2.62,表明运行车辆具有良好的平稳性。基于通用有限元软件和多体动力学软件进行风车桥耦合动力 分析的联合仿真方法是可靠高效的;研究成果可为悬挂式单轨交通系统的抗风设计与应用提供参考。     

一系水平悬挂刚度对高速客车动力学性能的影响研究

基于车辆-轨道耦合动力学理论,利用多体动力学软件建立了某型高速车辆动力学模型,研究了高速车辆系统在刚性轨道上运行时,一系水平悬挂刚度参数对车辆横向运行稳定性、曲线通过性能及平稳性的影响。结果表明:一系悬挂横向及纵向刚度参数较大时,车辆系统的非线性临界速度、脱轨系数、轮重减载率和轮轴横向力均呈现出较大的值且垂向平稳性下降,而当横向刚度参数较小时,车辆系统的横向平稳性下降。一系横向及纵向刚度参数取值要在合理范围内并尽可能得到最优值,既要满足车辆系统良好的稳定性及曲线通过性能,又要保证车辆系统具有良好的平稳性。     

高架简支箱梁与U梁车-轨-桥耦合振动分析

基于多体动力学与有限元法,利用多体动力学软件Simpack建立箱型梁及U型梁的三维车轨桥耦合振动仿真模型,对列车过桥时箱型梁、U型梁及轨道结构竖向和横向振动进行分析,得到桥梁振动空间分布情况,进一步研究扣件、板下弹性支承与桥梁支座参数对箱型梁和轨道结构的振动规律,并给出各参数的合理取值范围。研究结果表明:列车以80 km/h的速度过桥时,箱型梁与U型梁结构振动空间分布情况差异明显,应重点关注钢轨、轨道板以及箱梁翼板与腹板的竖向振动,U型梁翼缘处横向振动不容忽视;增大扣件刚度能明显减小钢轨变形,但过大的刚度会使箱梁与轨道结构的振动加剧,建议扣件竖向刚度取值为20~50 MN/m;增大板下弹性支承刚度可明显减小轨道板的振动,但过大的刚度会加强钢轨振动,建议板下弹性支承竖向刚度取值为(1.0~1.5)×10~3 MN/m;增大支座竖向刚度在一定范围内可减小轨道板与箱梁的振动,但过大的支座刚度反而会使桥梁振动加剧,不利于减振,建议支座竖向刚度取值为(3~4)×10~3 MN/m。     

跨坐式单轨转向架水平轮轴承损伤分析及解决方案

为研究跨坐式单轨转向架水平轮小轴承损伤问题,对小轴承损伤形式及损伤规律进行分析和统计。通过对水平轮设计结构、轴承运用工况、润滑脂润滑特性及轴承安装游隙等影响因素的分析,确定了小轴承损坏的根本原因是轴承润滑不良,直接原因是滚子打滑,同时针对轴承损伤原因提出3点解决方案,并对采取新方案的小轴承进行装车试验。试验结果表明:新方案可有效降低小轴承损伤风险,延长小轴承使用寿命,值得在跨坐式单轨转向架水平轮中推广应用。     

两种减隔震支座性能对比研究

通过对摩擦摆支座及弹塑性钢阻尼支座两种不同类型的减隔震支座的抗震性能进行对比,选择适合项目要求的支座类型。对比结果表明:两种减隔震支座均能够有效延长桥梁结构自振周期,支座横向刚度较小的摩擦摆支座更有利于周期的延长,同时产生的墩顶剪力也较小;对于墩底截面及基顶截面的弯矩和剪力,在墩高较低时横向刚度小的摩擦摆支座减隔震性能较好,而墩高大于20 m时,横向刚度大的弹塑性钢阻尼支座更有优势。     

分离式隔震技术在超长结构中的应用

针对超长结构隔震设计,提出由滑板支座和橡胶支座组成的分离式隔震技术。滑板支座和橡胶支座分别设置在隔震层的柱墩顶部和基础梁端,将传统隔震支座的竖向承载力和水平刚度有效剥离,可克服传统隔震支座在竖向应力下承受超长结构往复温度效应带来的剪切疲劳和耐久性问题。隔震分析表明:通过合理的隔震层布置,分离式隔震设计可达到上部结构降低一度的技术要求,滑板支座可满足短期及长期面压的承载力要求,隔震层具有良好的抗风能力及自动复位能力。     

美国波士顿地铁轴箱内置式转向架结构设计

轴箱内置式地铁车转向架具有结构空间紧凑、重量轻、曲线通过性能好等特点。结合美国波士顿地铁项目的要求,中车长春轨道客车股份有限公司自主成功研制了轴箱内置式地铁转向架。重点介绍了美国波士顿地铁轴箱内置式地铁转向架的设计技术参数、结构组成及特点,对转向架构架强度进行了计算及试验验证,以及对车辆进行了动力学性能分析。     

径向型高温超导轴承悬浮特性的有限元分析

通过数值模拟方法研究高温超导轴承是重要方法之一。提出了基于H法(磁场强度法)的有限元数学模型,在二维轴对称空间计算了径向型高温超导轴承的悬浮力。通过与试验数据的比较,验证了模型的正确性。基于此模型,分析了在永磁转子轴向运动的过程中,高温超导轴承的磁场特性和超导定子中感应电流密度的分布特性,进而得出相应的结论。建立的数学模型不仅可以分析多层超导定子的径向型高温超导轴承,而且对内转子型和外转子型两类径向型高温超导轴承均适用。     

客货共线铁路路基基床底层承载力分析

在客货共线铁路路基设计中,经常遇到填土高度小于路基基床厚度的低路堤、挖方路堑,现行设计规范规定了基床底层范围内的天然地基静力触探比贯入阻力、天然地基基本承载力两项判定指标,如不满足该两项标准,就应进行换填、改良或加固处理。很多设计者在使用该标准时提出了疑问,本文旨在对此问题进行分析落实。通过计算Ⅰ、Ⅱ级铁路不同设计速度对应的动荷载和轨枕底部应力,采用布辛尼斯克公式算出了基床底层顶面及其以下不同深度处的应力,并根据动强度与静强度的关系确定出了基床底层的基本承载力新标准值,建议设计规范采用该新值后取消静力触探比贯入阻力指标。     

采用减隔震装置后轨道交通高架桥的抗震性能分析

采用非线性有限元动力分析程序,分别对设置板式橡胶支座及铅芯橡胶支座的轨道交通高架桥梁结构进行了非线性动态时程地震响应分析。分析中考虑了减隔震支座的非线性特性以及长钢轨对轨道交通高架桥的纵向约束作用。结果表明,铅芯橡胶支座较板式橡胶支座具有更好的减隔震作用,长钢轨的纵向约束增加了桥梁结构反应内力。     

大秦线353130B型轴承故障统计与分析

对大秦线C80系列运煤专用敞车353130B型轴承在运用和检修中发现的故障进行了统计分析,研究了导致轴承早期失效的原因,并提出了有针对性的改进措施。     

机车电机主动齿轮轴轴承布置分析

研究了现有的3种机车电机主动齿轮轴轴承布置方式.从轴承寿命和齿轮啮合2个方面对3种布置方式进行比较.使用有限元软件ANSYS计算分析了3种结构的齿轮轴变形和齿轮啮合时的应力.计算结果表明:主动齿轮轴两端支撑结构对轴承受力和齿轮啮合最有利.与传统主动齿轮悬臂结构相比两端支撑结构的轴承寿命提高了17.51倍、轮齿接触应力降低45.7%、轮齿齿根弯曲应力减小62.8%.     

IGBT逆变器供电的电力机车转向架轴承失效分析

对由IGBT变流元件构成的交流传动逆变器供电的电力机车转向架的驱动装置轴承和轴箱轴承的电流通路进行探索、分析,特别对Electric Discharge Machining(EDM)电流进行了分析,提出了判断轴承电蚀失效的依据及相应的解决措施。