SW-220K型弹性节点刚度问题的讨论

本文通过对SW-220K型转向架弹性节点刚度检测及检测方法比较，对影响弹性节点刚度问题的分析、讨论，建议业务主管部门对弹性节点制定刚度检测方法。     

钢管结构中T型节点平面内抗弯刚度分析

空腹钢管桁架结构在实际工程中应用非常普遍,T型相贯节点的平面内抗弯刚度对结构的受力性能有很大影响。以空腹桁架中的平面T型节点为研究对象,采用通用有限元软件ANSYS对其抗弯刚度和极限承载力进行计算,得到各无量纲参数与T型节点平面内抗弯刚度之间的关系。通过与国内外现有计算公式的对比,给出T型钢管节点刚度判别的参考方法。     

链形悬挂系统静态弹性的解析计算

在悬索模型的基础上,通过将集中载荷替换成分布载荷在算法中引入接触线和承力索的抗弯刚度2个参数,通过提出拉出值等效吊弦分布的概念在算法中计算接触线拉出值对悬挂系统静态弹性的影响,给出简单链型悬挂系统和弹性链型悬挂系统的静态弹性的解析形式计算方法,分析接触网系统设计参数对静态弹性的影响。采用实际检测数据进行仿真计算,并将计算结果与实测数据进行比较。研究结果表明:解析形式计算方法能够有效仿真接触网系统各设计参数对链型悬挂系统静态弹性的影响;增大接触线和承力索的张力和抗弯刚度,以及减小跨距会减小链型悬挂系统的静态弹性;接触线拉出值与吊弦分布对链型悬挂系统静态弹性的影响比较复杂。     

基于直接刚度法的弹性地基深梁单元

为研究弹性地基深梁的受力及变形性能,根据双参数弹性地基模型和Timoshenko深梁模型的基本方程,建立了弹性地基深梁挠度控制方程,求得了挠度方程全解,并给出了弹性地基深梁梁轴转角、截面弯曲转角及剪切角的表达式;结合节点位移条件,得到了位移系数;根据节点力方程建立了刚度平衡方程,给出了弹性地基深梁的刚度矩阵方程及均布荷载的等效节点力向量。在此基础上,分别计算了均布荷载、跨中集中力、两端集中力、两端集中力矩等荷载工况下的节点位移,求得弹性地基深梁挠度曲线,验证了本文给出的刚度矩阵方程及等效节点力向量的合理性及适用性。     

轨道车辆液体橡胶复合转臂节点刚度性能试验研究

针对普通转臂节点刚度恒定的弱点,文章介绍一种适用于轨道车辆的新型变刚度液体橡胶复合转臂节点,重点对该型转臂节点的结构型式和工作原理进行论述,测试分析漏液和温度对液体橡胶复合转臂节点的静态刚度、动态刚度的影响。结果表明:漏液对液体橡胶复合转臂节点静态径向刚度特性影响较小,对动态径向刚度特性影响明显;温度对满液状态液体橡胶复合转臂节点动态径向刚度特性影响明显,对漏液状态液体橡胶复合转臂节点动态径向刚度特性影响不明显。相关研究为液体橡胶复合转臂节点的性能优化提供支撑,液体橡胶复合转臂节点的应用可进一步提升轨道车辆系统动力学性能,对于改善轮轨匹配关系具有重要意义。     

温度对弹性垫层刚度影响的试验研究

由于我国地域广阔,南北方温差较大,研究无砟轨道用弹性垫层刚度随温度变化的规律,可为提高我国高速铁路无砟轨道列车的乘坐舒适性提供一定的科学依据。本文以我国高速铁路无砟轨道采用较多的WJ-7型扣件、WJ-8型扣件弹性垫层刚度作为研究对象,通过室内试验较为系统地研究了环境温度在-40℃～+50℃变化时,弹性垫层静刚度和动刚度的变化规律。试验结果表明,两种类型扣件的弹性垫层刚度均随环境温度的升高而减小,环境温度在-20℃～+50℃之间变化对弹性垫层刚度的影响较小,而环境温度在-40℃～-20℃范围内变化对弹性垫层刚度的影响较为显著。     

高速动车组转臂定位橡胶节点刚度对车辆动力学性能影响

对京沪和武广高铁运用的CRH_3型动车组上服役120万km达高级修的3家转臂节点进行静刚度测试,分析不同生产厂家转臂节点在不同运行线路上的刚度变化范围;在采用Simpack多体动力学软件建立并验证CRH_3型动车组拖车动力学仿真模型的基础上,研究分别匹配60N和60D钢轨时,转臂节点刚度变化对车辆动力学性能的影响。结果表明:服役120万km后,转臂节点径向刚度分布范围为85.1～158.5 MN·m~(-1),径向刚度变化率分布范围为-38.9%～18.6%;不同厂家生产的转臂节点刚度变化存在较大差异,而在京沪与武广高铁上运用的厂家A转臂节点刚度变化范围接近;随转臂节点纵向刚度的增大,车辆非线性临界速度随之降低,横向平稳性指标、轮轴横向力、磨耗功率等指标随之增大,且60D钢轨的各项动力学性能指标均大于60N钢轨,但均远远小于安全限值;转臂节点纵向刚度大于140 MN·m~(-1)时,CRH_3型动车组对60D钢轨廓形变化更加敏感,易出现等效锥度过小引起的异常振动问题。     

轨下新型网孔式弹性垫板力学性能影响研究

为了提高轨道交通轨下弹性垫板的力学性能,使垫板材料的弹性充分发挥,研究一种新型网孔式轨下弹性垫板结构。通过建立网孔式轨下弹性垫板的有限元计算模型,选用Mooney-Rivlin超弹性本构模型模拟橡胶材料特性,在弹性垫板材料参数不变的条件下,通过网孔间距、网孔内接圆直径、板厚和倒角半径等关键参数来调整网孔式弹性垫板的静刚度,分析其对弹性垫板力学性能的影响,并与传统沟槽型弹性垫板进行对比。结果表明:在孔径不变的条件下,网孔间距增大,垫板静刚度近似线性增大,最大应力增大;网孔直径增大,垫板静刚度近似线性减小,最大应力减小。垫板厚度增大,静刚度明显减小,而最大应力小幅减小;网孔结构倒角后弹性垫板的静刚度小幅增加,但最大应力明显减小。相比于静刚度相近的沟槽型弹性垫板,网孔式弹性垫板的最大应力明显减小,可有效提高其耐久性,同时网孔式弹性垫板的静刚度具有可灵活调整的能力,因此,将网孔结构应用于轨下弹性垫板具有可行性。     

城际铁路动车组牵引电机悬挂方式比较分析

介绍了城际铁路动车组牵引电机常用悬挂方式的结构特点和应用范围,分析了不同悬挂方式的优缺点。针对城际铁路动车组的运用特点,从动力学性能和振动传递两个方面分析不同牵引电机悬挂方式的适用性,以及对车辆运行、构架结构强度的影响。通过系统分析,建议城际铁路动车组牵引电机采用大刚度弹性悬挂方式作为优选方案,同时确定了牵引电机弹性悬挂摇头频率的下限值,并以节点跨距、节点刚度等为参数,推导出了牵引电机弹性悬挂摇头频率的计算公式。分析结果可用于指导城际铁路动车组牵引电机悬挂的优化设计。     

基于有限元法对橡胶弹性关节的设计分析

介绍了橡胶弹性关节的3种常用设计方案和结构特点;以粘结型橡胶弹性关节为例,分析了影响其刚度性能的主要结构和胶料参数;使用非线性有限元软件MSC.MARC2003对2个实例进行了计算,定性分析了不同参数对橡胶弹性关节各向刚度性能的影响。     

基于ADAMS的弹性车轮振动分析

通过ADAMS VIEW软件建立模型,采用将弹性车轮引入轮毂电机系统的使用,通过编写接触算法解决动态接触时的高频振动问题,并通过参数优化选择,来达到如何能最大程度并且合理的降低轮芯处轮毂电机系统所受到的振动冲击目的。研究结果表明,弹性车轮的引入能够很大程度上减少通过轨缝时对轮毂电机产生的冲击,在对刚度参数进行合理的选择分析后,最高减小了78.5%的正向冲击加速度以及56.1%的负向冲击加速度。能够有效的达到减小轮毂电机冲击,降低了电机在机械方面安全性隐患的目的。     

基于多分辨率分析的轨道刚度检测数据自适应预处理方法

针对轨道刚度检测数据中由于钢轨焊接接头所导致的高频冲击成分,提出基于多分辨率分析的自适应信号平滑方法对实测数据进行预处理。通过多分辨率分析手段将信号分解为高频和低频成分,利用高频信号尺度平均小波功率谱识别钢轨焊接接头位置,并通过自适应平滑方法消除信号中高频冲击成分干扰。实测数据验证结果表明,上述方法可以在保留反映轨下基础结构中长波成分基础上有效消除由于焊接接头高频冲击特性所造成的影响,为检测数据分析及轨道状态评价打下良好的基础。     

一种新型弹性联轴节的形状优化设计

应用有限元法对一种新型机车车辆驱动系统的弹性联轴节进行了强度分析,找出了应力集中点,并以应力集中处的应力作为目标函数,以弹性联轴节的结构尺寸为设计变量进行优化设计,从理论上求出了研究对象的最优形状,从而为整个系统的设计开发奠定了基础。     

浸水作用下重载铁路基床动回弹模量衰减规律

以包神铁路某病害段土体为研究对象,制备不同压实系数、不同含水率的试样,利用GDS动三轴系统进行模拟浸水状态下的动力特性试验;使用自行研制的常水头马氏瓶模拟雨水自然浸入基床,构建动力湿化环境,研究浸水作用下重载铁路基床动回弹模量衰减规律及敏感影响因素。结果表明:浸水过程会打破土体的动力稳定状态,引发塑性应变的持续累积以及动回弹模量的持续衰减,累积程度和衰减规律受到压实系数的显著影响;压实系数为0.96的土体在浸水作用下循环加载至50000次时其累积塑性应变小于3%,而压实系数分别为0.9和0.93土体的累积塑性应变皆大于10%;压实系数越大的土体在浸水作用下动回弹模量衰减程度越大,压实系数分别为0.9,0.93和0.96的土体在浸水作用下其动回弹模量分别衰减22%,32%和42%;不同初始含水率土体的累积塑性应变和动回弹模量衰减规律相近。在试验数据基础上,提出了用动回弹模量构建的动力湿化作用下的土体软化模型,该模型体现了土体刚度受压实系数显著影响的特性,且具有较好的适用性。     

粘弹性阻尼对列车车轮滚动噪声的影响

介绍了车轮滚动噪声的理论预测方法,并给出了两种有效降低列车车轮滚动噪声的阻尼措施:①在轮缘和轮辐间加粘弹性层阻尼的弹性轮;②在轮辐上施加固化层的阻尼措施。采用有限元模型计算车轮的模态形状和模态质量。同时对一系列弹性层刚度不同的弹性车轮进行了分析。研究表明车轮的辐射声能量受弹性层刚度的影响较大。在标准920mm车轮和860mm车轮加固化层阻尼措施会降低车轮的滚动噪声。     

孟买地铁转向架与车体垂向耦合振动分析

针对孟买地铁车辆,运用刚柔耦合的车辆振动模型,研究弹性车体与构架耦合振动,分析车体弹性对平稳性的影响。分析表明,车体刚度越大,车体弹性对平稳性的影响越小;随着转向架一系垂向刚度的增加,构架的浮沉频率会逐步增加;通过参数优化,当构架浮沉频率与车体垂向一阶弯曲频率相近时,不会发生车体垂向弯曲共振现象。     

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。