机车轮对过盈配合温差法装配的有限元模拟

与经典的力学方法相比,用有限元方法可以有效地分析复杂形状轴毂过盈配合的各种问题,从而提高轴毂过盈配合设计的可靠性.对机车轮对过盈配合温差法装配过程的有限元模拟说明,虽然在过盈量较小时,弹性和弹塑性有限元模拟都能够比较真实的模拟车轮与车轴中的应力分布,确切地反映轮毂配合间的接触边缘应力集中等,但是,当过盈量较大而发生塑性变形时,弹塑性模拟分析,能够比较准确地计算出轮对的塑性变形,因而,比弹性有限元模拟更加真实,因此,弹塑性有限元分析对安全性要求很高的机车轮对过盈配合的设计就更有指导意义.     

机车轮对过盈配合温差法装配的有限元模拟

与经典的力学方法相比，用有限元方法可以有效地分析复杂形状轴毂过盈配合的各种问题，从而提高轴毂过盈配合设计的可靠性．对机车轮对过盈配合温差法装配过程的有限元模拟说明，虽然在过盈量较小时，弹性和弹塑性有限元模拟都能够比较真实的模拟车轮与车轴中的应力分布，确切地反映轮毂配合间的接触边缘应力集中等，但是，当过盈量较大而发生塑性变形时，弹塑性模拟分析，能够比较准确地计算出轮对的塑性变形，因而，比弹性有限元模拟更加真实，因此，弹塑性有限元分析对安全性要求很高的机车轮对过盈配合的设计就更有指导意义．     

高速公路长大下坡路段安全设计与评价方法

统计了长大下坡路段交通事故的时空分布与车型分布,分析了试验路段道路条件与交通事故成因。采用断面观测法测定长大下坡路段小客车运行速度,建立了小客车运行速度预测模型。采用DHS-130XL红外观测仪测量车辆制动毂温度,建立了货车制动毂温度预测模型。对长大下坡定义进行了界定,确定了长大下坡路段合理平均纵坡指标值及对应坡长值,提出了长大下坡安全设计与评价程序。分析结果表明:在长大下坡路段,小客车与货车交通事故的主要原因分别是超速及刹车失灵;对小客车可采用运行速度作为安全评价指标,而对货车可采用坡长与制动毂温度;建议安全坡长、一般安全坡长、极限最大坡长对应的制动毂温度分别为200℃、220℃、260℃;采取安全改善措施后,试验路段交通事故减少42.3%,伤亡事故减少76.2%,改善措施有效。     

扭矩对试验机转轴微动损伤特性的影响

为了探索扭矩作用下转动轴的微动损伤特性,利用JD-1轮轨模拟试验机,通过改变载荷大小,研究了制动力矩对转轴与轴承内圈过盈配合面微动损伤特性的影响,并借助激光扫描共聚焦显微镜和扫描电子显微镜观察损伤表面的磨痕和剖面微观组织,分析了不同扭矩载荷下转轴表面的微动损伤机理.结果表明:在垂向试验载荷和制动力矩的作用下,试验机转轴在与左右两端轴承内圈过盈配合面处出现了微动损伤,磨损形式主要表现为磨粒磨损和粘着磨损;随着制动力矩的增加,转轴配合面的表面磨损加剧,塑性变形层变厚约75%,微动损伤变得更严重;左端配合面的磨损和塑性变形均比右端严重,两端配合面处的塑性变形层厚度分布不均;转轴配合面处产生了微裂纹,且左端产生的裂纹多于右端,微裂纹的数量随着制动力矩的增加而增多了约6倍,裂纹扩展角度也变大约50%.     

大丽高速公路长大下坡行车安全与防护

为保障大丽高速公路长大下坡路段的行车安全,首先,用风险指数法选出几个危险性比较高的连续长大下坡路段;然后,运用GSRS修正温升模型对危险车型在这些坡段上的制动毂温度进行分析;最后,根据坡段上制动毂的温度变化和沿线的气候特征提出基于光流率和边缘率的改善方法,以及其他系统的安全管理措施和工程改善建议。为大丽高速和其他高速公路长大下坡的安全和防护提供参考。     

长大下坡公路避险车道设置方法研究

以制动毂温度达到260℃为限,结合连续长大下坡路段试验车制动毂温度预测模型,反算避险车道至坡顶的距离,提出一种科学的避险车道设置方法,可供同行借鉴、参考。     

基于SolidWorks的CRH2轮轴过盈装配有限元分析

利用Solid Works软件模拟出高速动车组CRH2T轮对过盈配合的有限元模型,对轮轴压装完成后的轮座轮毂孔表面接触应力进行仿真分析,通过创建几何线提取探测点的方式研究了过盈压装后轮毂孔内表面上的接触应力的曲线变化情况及分布规律.结果表明接触表面接触应力从中间纵截面沿轴向相反方向呈凹二次抛物线变化,以致左右两端点出现差值为Δ的两应力极点.基于Solid Works Simulation的有限元分析对目前难以计算实验仿真的轮轴过盈分析提出了一种新的较为可靠的仿真计算方法.     

电涡流缓速器在公交车上的应用

公交车运行中,频繁地制动加剧了制动蹄片的磨损,制动毂发热现象也经常出现.为延长制动系统使用寿命和提高制动性能,电涡流缓速器作为一种新型辅助制动装置正逐渐在公交车上推广应用.     

云南建元高速公路连续下坡段交通安全性研究

为保证货车在连续下坡路段的运行安全,根据设计规范从建元高速公路K 线中选取研究路段,根据制动毂温度预测模型和临界标准,选取不同工况对大货车的制动毂温度进行分析,以6挡、70km/h 的最不利工况,研究不同位置对应的制动毂温度,分析设计阶段避险车道等安全服务设施的设置情况及合理性。基于路段桥、隧等构造物布置情况和道路线形,研究工程中隧道群等关键节点的交通安全保障措施,可通过强化过渡段线形诱导,提高路面抗滑性,进一步保障货车的行车安全。     

重载机车二系横向止挡参数对车钩稳定性的影响

通过建立包含13A/QKX100型钩缓系统、两台八轴机车和一台模拟货车的列车动力学模型,计算制动工况下重载机车不同二系横向止挡参数匹配方案的车钩摆角和列车运行安全性指标,得出适当增大二系横向止挡刚度、减小二系横向止挡自由间隙,可以有效减小车钩摆角,有利于保持车钩的动态稳定并提高机车运行安全性。最终提出三种二系横向止挡参数匹配优化方案,即二系横向止挡自由间隙为10 mm,刚度为原刚度的2倍;二系横向止挡自由间隙为15 mm,刚度为原刚度的3倍;二系横向止挡自由间隙为20 mm,刚度为原刚度的5倍。     

优化结构闸片对制动盘温度及热应力的影响

为了研究列车制动产生摩擦热对制动盘的耐热疲劳性能的影响,分析了摩擦热流分布与闸片结构的关系,提出一种优化闸片摩擦块固定位置,达到改善制动盘摩擦热分布的方法,采用有限元软件ABAQUS对优化前后的闸片制动过程进行了数值模拟,结果表明:与闸片优化前相比,闸片优化后制动盘最高温度和热应力分别下降的17％和23％,沿制动盘径向分布更均匀.     

高速列车盘形制动系统热机耦合特性分析

为了研究热机耦合对高速列车制动系统动力学行为的影响,建立了高速列车制动系统三维瞬态热机耦合有限元模型,进行拖曳制动状态下热机耦合特性的计算与分析;采用ABAQUS/Explicit热-位移瞬态分析法,探讨列车制动过程中的温度分布特性和振动行为,并与忽略热机耦合状态的系统动力学行为进行对比分析. 研究结果表明:制动过程中闸片温度动态变化,且会形成局部高温区导致热斑形成;由于制动盘和闸片发生一定程度弹性翘曲变形,导致闸片温度周向分布和径向分布出现复杂的温度分布特性,在闸片的内外径处和进/出摩擦区域的温度分布差异显著;制动过程中闸片在法向和切向上的振荡程度逐渐减弱,但是总体变形量逐渐增大,位移形变量达到6 μm;热变形主要发生在闸片两侧,闸片在进摩擦区的变形量（35 μm）明显大于出摩擦区处（25 μm）,而闸片的中部出现明显的"凹陷",即随着制动进行,闸片中部区域没有出现明显的热变形;在热机耦合状态下,制动系统振动先增大后降低,整体振动强度比忽略热机耦合时强;界面接触力的波动程度先增大后降低,总体呈上升趋势.      

北京地铁10号线制动热响应分析与评估

针对城轨列车转向架基础制动方式,对踏面制动热流密度进行推导,建立了车轮制动过程瞬态温度场和应力场三维有限元模型,重点分析了城轨列车在两次紧急制动和全程往返制动两种极端情况下,车轮踏面温度和热应力变化规律.车轮踏面所受的应力是垂直载荷、横向载荷和热应力综合作用的结果,适用于Hertz接触理论,机械载荷对车轮踏面的作用效果采用Hertz接触应力来衡量,根据温度和热应力模拟结果,评估了城轨列车车轮的服役安全性,为发展城轨列车的制动方式和制动技术提供了比较可信的理论分析方法.     

恶劣工况下货车高摩合成闸瓦磨损分析

采用热-结构顺序耦合法对货车用高摩合成闸瓦在不同工况下的紧急制动和长大坡道调速制动进行仿真分析,并结合相关标准判定闸瓦是否满足制动要求;对相同工况下不同磨耗程度的闸瓦温度场进行曲线拟合,计算闸瓦在不同工况下的磨耗量.结果表明,仿真较真实地反映了整个制动过程中闸瓦的瞬态温度和应力变化情况、拟合曲线和原曲线具有较高的重合度、工况越恶劣闸瓦每万公里的磨耗量就越大,最大值达到21 mm/万km.     

Simulation and analysis of vehicle stability based on ADAMS/CAR differential brake

To improve the braking safety of automobiles, the author studied the effect of differential brake on the stabilities. To analyze the mechanical characteristics of differential brake, automotive subsystem models were built by applying ADAMS/CAR, and automotive mechanics simulation model was built by setting the main subsystems such as body, engine and brake. The simulation model studied the distribution mode of three kinds of differential brake, and beeline braking stability and turning braking stability were simulated. It shows that differential brake can amend turning shortage of automobile brake and improve its braking stability, but the effect of automobile mass on its braking stability is great. So the distribution mode of braking force and the effect of mass change should be considered while differential brake is applied.     

差动制动对汽车制动稳定性的影响

为了提高汽车制动的安全性,对差动制动的力学特性进行了分析,运用ADAMS/Car软件建立了汽车各子系统动力学模型,通过对主要子系统进行相应的设置,建立了整车动力学仿真模型,进行了直线制动及转弯制动稳定性仿真分析,研究了差动制动对制动稳定性的影响。仿真结果表明:差动制动方式可以减小汽车转弯制动时的质心侧偏角,提高汽车的制动稳定性,但汽车质量对于制动稳定性影响较大,因此,应用差动制动时应注意制动力分配方式,并考虑质量变化的影响。     

基于高速开关阀的气压电控辅助制动装置

为了满足商用车辆纵向驾驶辅助系统对于自动制动的要求,设计了一种基于高速开关阀的气压电控辅助制动装置。建立了装置的数学模型,设计了抗积分饱和的PI控制器,采用脉宽调制方法动态调节高速开关阀,实现对车辆制动压力的主动控制。搭建了电控辅助制动装置的硬件在环仿真试验平台,对其控制效果进行试验验证。分析结果表明:该装置不仅能够快速准确地响应制动指令,其稳态误差小于0.01 MPa,响应时间小于0.3 s,同时具有安装方便,与商用车制动系统兼容性好的优点。     

基于ANSYS Workbench的鼓式制动器的接触分析

运用ANSYS Workbench平台建立了某鼓式制动器的三维有限元模型。对摩擦衬片与制动鼓之间的摩擦接触进行模拟,考虑了制动鼓和摩擦衬片间的滑动,较真实的模拟了制动的工作过程。研究了制动力矩在制动过程中的变化规律,反算出制动效能因素,得出促动力重新分配后接触压强的分布特性及制动器的等效应力。为进一步改进制动器结构设计提供了依据。     

Calculation of Temperature Fields of Electric Locomotive Wheels during Emergency Braking on Tangent Track at a Speed of 200 km/h

According to the heat transfer theory, an unsteady-state heat transfer model of electric locomotive wheels during emergency braking on tangent track at a speed of 200 km/h has been established in this paper. The explicit finite difference method is used in the numerical calculation of temperature fields of wheels. From the calculation results, the determination of braking distance and the material choice of brake shoes are discussed.     

高速列车风阻制动试验方法综述

针对高速列车风阻制动试验方法缺少统一标准的问题,从气动特性和装置工作特性两方面系统梳理了风阻制动的相关成果与进展;分析了风翼板形状、尺寸、安装位置和间距对气动特性的影响,装置结构、工作原理和配置对工作特性的影响,阐明了制动系统性能的试验需求;分析了风阻制动对车上其他设备、轮轨/磁浮列车运行稳定性、气动噪声的影响,阐明了风阻制动运行影响性的试验需求;分析了物体撞击、平均风载荷和脉动风载荷对风阻制动装置的影响,以及风阻制动装置安装对车体结构强度的影响,阐明了风阻制动结构强度的试验需求。研究结果表明:随着新型复合材料风翼板的应用,需采用高速摄影机记录等方式获取更详细的鸟撞试验过程信息;风载荷试验便于模拟验证不同运行工况下装置的制动能力、强度和气动噪声,但受空间和成本的限制,难以进行制动系统和车体的试验;线路试验可以验证制动性能、运行影响性和结构强度,但受天气条件影响,难以模拟所有运行工况,未来需进一步研究风阻制动的标准试验方法,探索不同装置位置、运行工况和故障状态下地面风载荷试验和线路试验模拟方法,完善试验结果的评价标准。