虚拟疲劳试验及其在重载敞车结构设计中的应用

针对车辆焊接结构重载后导致的疲劳断裂问题,提出了车辆产品设计阶段的虚拟疲劳实验对策.基于可靠的有限元数值仿真模型,以及美国AAR标准中的载荷谱、焊接接头的S-N曲线数据库,以重载新型敞车为应用对象,在设计阶段对其进行了疲劳寿命预测,预测结果表明该车确实存在疲劳寿命薄弱部位.实现了真正意义上的货车寿命设计.     

倒Y型挡土墙力学特性研究

介绍了倒Y型挡土墙的结构特点、力学特性,并与悬臂式、重力式挡土墙进行对比。结合工程实例,采用解析计算和数值分析相结合的方法求得3种挡土墙的稳定系数、侧向土压力及基底应力等,并对计算结果进行了对比分析。结果表明:倒Y型挡土墙的自重、侧向土压力及基底应力均最小,探讨了倒Y型挡土墙相对于悬臂式和重力式挡土墙的优越性。     

Modeling Feedback Scheme of Empty Cars in Unloading End of Heavy Haul Railway

The transportation organization of heavy haul railway is complex in China, especially, the feedback of empty cars. On the basis of reference to the existing research results, and deep analysis of the characteristics of empty cars distribution of heavy haul railway, the authors construct the feedback schematic model of empty cars in unloading end of heavy haul railway. The minimum quantity of the combined trains and the time for combination is taken as the model goal and solution algorithm on the basis of minimum cost and maximum flow is formulated. Daqin railway is taken as an example and relevant conclusions of feedback scheme of empty cars of heavy haul railway, through an analysis of calculation results, are drawn.     

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我国重载铁路运输组织比较复杂,空车回送也有其特殊性。本文在借鉴已有空车调配问题研究成果的基础上,分析了重载铁路空车以列为单位回送等特点,研究了重载铁路列车组合分解作业对通过能力的影响,建立了以组合列车数量、组合时间最小化为目标的重载铁路卸车端空车回送模型,并将其转化为网络流模型,采用最小费用最大流算法进行求解。以大秦铁路空车回送为例,利用本文所建模型求解并分析计算结果,得出重载铁路重车方向以提高输送能力为主、空车方向以提高通过能力为主等相关研究结论。     

100t重载货车车体结构选型及参数研究

本文论述了在我国发展重载货车的必要性,提出开发重载货车应以充分利用线路及桥梁的承载能力、提高线路每延米载重为设计基本原则。在此基础上,提出了三种浴盆式重载货车车体的结构方案,经过理论分析、比较和有限元计算后,认为开发我国重载专用运煤敞车车体应以低自重系数、低重心、大容量的浴盆式车体为主要车型。      

双级加筋土挡墙设计方法探讨

以秀山县滑塌边坡处治工程为例,在传统极限平衡法的基础上,通过对已建挡墙的测试研究,提出双级加筋土挡墙的合理破裂面型式、筋带拉力计算式、面板后侧向土压力与筋带长度计算方法,可为工程设计人员提供参考。     

重力式挡土墙设计中土压力的计算

针对重力式挡土墙设计时土压力计算中存在的几个问题,通过两个算例,对主动土压力和被动土压力的合理计算问题进行分析和探讨,对重力式挡土墙截面尺寸的合理设计具有一定的参考价值。     

铁路货车车体线路动态响应仿真与验证

针对大系统仿真分析方法与试验结果出现偏差问题,基于实际线路测试数据,以车体子系统为仿真对象,辅助于模拟台架的试验数据,建立了26个自由度的多体仿真模型,实现了车体线路动态响应的仿真计算. 结果表明:摇枕垂、横向加速度响应结果仿真与试验RMS （root mean square）误差最大值为9%. 在1.5～15.0 Hz主要频率段,车体枕梁垂、横向振动加速度的试验结果和仿真结果的RMS误差低于8.57%,车体关键焊缝仿真与试验的动应力响应波形基本一致. 通过与试验结果的对比验证,仿真结果基本反映了车体在实际线路运行时的动态响应情况.      

神华铁路重载列车开行方案综合优化研究

通过分析神华铁路运输模式及车流组织方式,根据其具有的以列为单位调整以及对线路通过能力要求较高的特点,引入组合站改编能力约束和编组去向数约束,将重载列车开行方案和组合站布局两个问题进行综合协调,以组合时间耗费最小化、通道流量最大化、改编费用和组合站建设投资费用最低为目标,构建综合优化模型。最后,以神华包神铁路集团为背景的运输系统为算例,提出进行组合站优化扩能和运输组织的具体方案,为重载运输的发展起到理论支撑作用。     

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重载铁路集疏运调度系统车流组织优化问题涉及到空车与重车的协同优化,只有将二者结合才能够制定完整的车流组织方案.论文首先通过分析系统空重车流组织特征,以车辆周转时间最小为目标,建立基于企业需求与铁路供给的车流综合优化模型.其次以目标函数为抗体,约束条件为抗原,构建基于信息熵的亲和度表示方式,利用免疫克隆算法求解集疏运系统车流组织方案.在求解的过程中,利用免疫克隆算子实现繁殖,通过抗体浓度对种群规模进行控制,防止早熟收敛.最后仿真结果表明,与遗传算法和粒子群算法相比,本文算法的平均搜索时间减少了25%、49%.     

挡土墙土压力计算方法的改进

针对重力式挡土墙的土压力常规计算方法中存在的不合理之处．对土压力计算中墙高的取值以及墙后粘性土的拉应力对土压力计算的影响进行分析和探讨,可使土压力的计算更趋合理。     

重载运输战略装车域车流组合方案优化

为研究铁路重载运输装车端车流组织优化问题,首先分析了基于重载运输的战略装车域车流组织过程,将其按货源供给水平及运输组织方式划分为战略装车点、装车区及装车域3个层次,根据装车域车流以单元式重载列车和组合式重载列车进行组织的特征,以组合列车总组合时间最小化为目标,考虑年目标运量、线路能力、装车点(区)装车能力等约束条件,引入组合映射关系式表示组合站的车流接续关系,构建了符合我国重载线路装车域车流组织特征的车流组合方案优化模型,并设计了启发式算法进行求解.算例结果表明:根据论文提出的优化方法,可获得3种等价的组合方案,其中算例优化方案2与现场车流组织方案相符,其余两种等价组织方案的组合内容不同,但总时间消耗相同.      

考虑换重条件的重载直达车流组织研究

对于煤炭、矿产等大宗货物的装车地而言,在车流组织方向上,重载线路与非重载线路的交织共存使得装车地重载车流的组织形式更加多样,其优化的方法也不同于一般的装车地直达优化。本文首先分析了车流从装车地编发的各种组合方案,以及它们在重载运输系统中的费用消耗,然后针对列车在重载线路端点换重的情况,建立了装车地重载直达列车开行方案的0-1非线性规划模型。鉴于该模型变量多、规模庞大,用传统数学方法难以求解,本文设计了基于遗传算法的求解方法。结果表明,该算法具有较好的寻优能力,是解决装车地直达重载运输优化问题的有效算法。     

过度磨耗钢轨的打磨廓形设计方法

针对过度磨耗钢轨的打磨，提出一种以圆弧切点为关键参数的钢轨廓形设计方法；以轮轨接触位置为优化区域，以钢轨磨耗和打磨材料去除量作为优化目标函数，以廓形边界范围、凹凸性、脱轨系数和轮轨横向力为约束条件，建立磨耗钢轨打磨设计廓形多目标函数；集成多元模拟退火寻优算法进行求解；为了得到能代表重载线路曲线区段的钢轨廓形，作为优化的输入数据，采用最小二乘距离算法、算术平均算法、加权平均算法和散点重构算法得出4种钢轨代表廓形；使用Pearson相关系数、Kendall秩相关系数和Spearman秩相关系数计算出4种算法的钢轨代表廓形与实测廓形接触点概率分布曲线的相关性，取相关性最高的代表廓形为等效重载线路曲线区段的实际廓形；对某重载线路过度磨耗钢轨的经济性打磨廓形以及采用圆弧型廓形设计方法的优化廓形进行分析。分析结果表明:优化廓形与现场打磨廓形相较，截面廓形磨削量减少69.56 mm2，下降64.98%，脱轨系数小幅增大，轮轨横向力基本不变，轮对横移变化较小，曲线通过性能相近，80万次通过量下的磨耗面积增加2.19 mm2，钢轨的磨耗速率略微增大，整体仍延长了钢轨寿命。      

重载组合列车机车车钩稳定控制试验

为控制重载组合机车车钩的动态稳定性,根据重载机车车钩稳定性的工作原理与车体和乍钩的儿何关系,推导了机车车钩最大自由摆角的计算方法.以某型机车装用DFC-E100型钩缓装置在大秦线牵引重载列车为例,通过改变列车的牵引重量、编组方式和制动方式,不断加大作用于机车的纵向力,实测被试机车的脱轨系数、轮重减载率和轮轴横向力等安全性参数,试验研究列车中部机车车钩横向摆动对机车运行安全性的影响.结果表明:在压钩力作用下,机车车钩摆角随车钩纵向力的增大而增大;车钩最大自由摆角增大,机车的安全性参数及机车脱轨的风险则随之增加,考虑工程误差,车钩最大自由摆角应为2.5°～3.5°.     

侧边加劲半圆形波纹钢板墙的抗侧性能

为改善平钢板剪力墙受剪易屈曲及面外刚度小的问题,提出侧边加劲半圆形波纹钢板墙. 基于两边连接侧边加劲半圆形波纹钢板墙的力学特点给出其简化力学模型,推导了弹性初始刚度及承载力公式,并给出弹性屈曲临界荷载计算公式;采用有限元软件ABAQUS对22个单层侧边加劲半圆形波纹钢板墙进行了弹性屈曲分析及非线性推覆分析,验证了理论公式的有效性;研究了各设计参数对侧边加劲半圆形波纹钢板墙屈曲性能和破坏模式的影响. 研究结果表明:侧边加劲半圆形波纹钢板墙的弹性屈曲临界荷载较平钢板墙有显著提高;为保证侧边加劲半圆形波纹钢板墙发生整体屈曲,圆形直径及加劲肋厚度比应满足相应取值要求;随着跨高比的增大、高厚比的减小及半圆形直径的增大,钢板墙的弹性屈曲临界荷载基本呈线性增长;侧边加劲肋的肋宽及肋厚对波纹钢板墙弹性屈曲临界荷载的影响较小;在侧向荷载作用下,当直径大于30 mm时,侧边加劲半圆形波纹钢板墙的屈服先于屈曲;侧边加劲半圆形波纹钢板墙存在3种破坏模式,即弯曲破坏、弯剪破坏及形成拉力带形式的“褶皱”.      

三向应力作用下浅埋锚定板的容许抗拔力计算

应用三向应力作用的双剪强度理论,在Rankine土压力理论的基础上,得出三向应力作用下无粘性土的主动、被动土压力计算公式;将此公式应用于无粘性土中浅埋锚定板的容许抗拔力计算,使计算出的容许抗拔力值比以只考虑大小主应力而不考虑中间主应力的Mohr-Coulomb强度理论为基础计算出的该值增大,表明实际土体具有更大的抗拔潜力.     

加筋土挡墙地震稳定性破裂面随机搜索法

为确定加筋土挡墙破裂面的位置，基于水平条分法提出了一种多线段破裂面表现形式. 将加筋土挡墙破裂面视为由多条线段组成，各条线段在一个平面内以不同的长度和角度相互连接；根据地震作用下水平土条的力学平衡条件，推导出与破裂面参数相关的筋材拉力计算式；将筋材总拉力作为目标函数，采用两层循环方式进行求解计算，外层为墙后填土水平表面破裂点位置循环，内层为随机角度循环；对比每次外层循环计算所得筋材总拉力，取最大值所对应的破裂面为所求加筋土挡墙临界破裂面. 通过算例对比验证了多线段破裂面计算方法的合理性，并对加筋土挡墙稳定性影响因素进行分析. 研究结果表明:以角度随机方式产生多线段破裂面的计算方法无需进行数学优化可得到合理结果，加筋土挡墙破裂面位置比对数螺旋破裂面更接近临空面；填土内摩擦角的增大使得筋材总拉力与筋材长度减小，能够增强加筋土挡墙的内部稳定性.      

技术站列车编组计划要素t节计算方法的商榷

货车无改编通过技术站的车小时节省t节是计算技术站列车编组计划的要素,其准确性直接影响到计算结果.现行计算方法使t节的取值偏小,实践上也无法操作.本文认为在计算中不应减去t集,通过分析货车在技术站进行无调、有调中转作业的车辆停留时间,并考虑到车辆改编作业成本,修正了t节的计算公式.     

高填路堤重力式挡墙实例分析

重力式挡土墙因其在稳定路基、节约土地方面的作用被广泛应用于山区高速公路.设计此类挡土墙,除了计算主动土压力和底板配筋,对挡土墙稳定性和地基承载力进行验算,还要注意挡土墙型式、土压力计算重点、墙面坡度与地面坡度的关系、裂缝处理、排水等方面的问题.