瞬态冲击响应的数值技术及其在120t平车设计中的应用

120t钢锭运输平车经常承受突然的冲击载荷.在讨论了基于振型迭加法的瞬态冲击响应的关键技术之后,用I-DEAS软件对120t平车钢结构进行了瞬态冲击响应计算,其计算结果对设计十分重要.     

准高速机车传动系统启动过程的强迫响应分析

对韶山８型准高速机车驱动系统的启动过程做了瞬态振动响应计算分析，建立了启动冲击力矩函数及动力学计算模型，结果表明，只要冲击力矩最大值延时０．１ｓ加到电机转子上，动力放大系数即能由１．９降到１．１以下。     

弹性车轮瞬态动力响应的有限元仿真方法研究

初步讨论了橡胶弹性车轮瞬态动力响应的有限元仿真方法，进行了基于橡胶材料超弹性特性力学本构关系建模方法研究，在此基础上模拟了弹性车轮与刚性车轮在道岔冲击载荷作用下的瞬态动力响应。     

基于 LS-DYNA 的移动式压力容器侧翻碰撞分析

运用有限元和瞬态动力学的有关理论和方法对移动式压力容器动态侧翻的安全性进行了研究。首先采用三维建模软件建立了移动式压力容器运输车的实体模型,然后分别利用有限元分析软件ANSYS和瞬态动力学仿真软件LS-DYNA对模型进行前处理分析和求解计算,得到满载车速为36 km/h时因过度转弯造成侧翻后,压力容器罐体、组合支座、车架及牵引销的动态应力响应情况。计算结果表明：运输车整体吸收冲击的能力较强,车架、支座起到了一定的缓冲作用,但压力容器焊缝的强度需要提高。     

轮轨冲击对构架疲劳的影响

以三轴机车转向架构架为例,建立其轮轨冲击的运动微分方程,通过龙格-库塔积分法得到了轮轨冲击的载荷时间历程,分析了轮轨动态冲击对构架疲劳寿命的影响。利用有限单元法建立了轮对、构架、车体的整体有限元模型,采用瞬态动力学分析得到构架危险点的应力时间历程,结合材料的S-N曲线以及疲劳损伤累积准则,进行了构架的疲劳寿命计算,得到轮轨低接头冲击下构架疲劳寿命。分析结果表明:构架的应力响应并不与轮轨处的激励同时达到最大,且在激励结束后有一较长的响应过程;轮轨冲击对构架的疲劳影响较大,尤其对轴箱弹簧座处的侧梁下盖板的寿命影响最为显著,在25·0m轨长的错牙接头作用下,其疲劳寿命为5·15×106km。     

考虑二阶效应梁柱瞬态分析的传递矩阵法

压弯构件承受较大轴力时,其表现出的明显的二阶效应直接影响结构刚度及动力特性,为计算计及二阶效应的梁柱结构的瞬态响应,提出了一种传递矩阵方法.该方法采用Newmark-β法,对考虑二阶效应的Euler-Bernoulli梁的动力偏微分方程进行时域离散,将其变换为常微分方程,并利用常数变易法对微分方程进行求解,得到位移增量在连续空间内的解析解.结合传递矩阵法的基本原理,推导了离散时间瞬态分析的增量传递矩阵格式,给出了计及二阶效应的梁柱结构瞬态响应的计算方法.算例计算结果表明,在计算精度相同的情况下,所提出的方法的计算效率是ANSYS的3.57倍,并可方便地对移动荷载作用下结构的动力响应进行求解.      

流固冲击载荷下加筋板非线性动力响应与敏感度分析

在考虑大变形、忽略阻尼的影响下,基于有限元软件ANSYS分析了加筋板在流固冲击载荷下的非线性瞬态响应.不仅将不同的冲击载荷形式,譬如阶跃载荷和三角形载荷,与流固冲击载荷对加筋板动力特性的影响进行了比较,还分别讨论了载荷峰值、冲击载荷持续时间、板厚、加强筋材料体积比和截面宽高比的影响,并对它们作了敏感度分析.     

基于瞬态动力分析的装配式板桥铰缝损伤识别

根据铰缝在装配式板桥传递荷载的作用,通过数值计算方法模拟了装配式板桥在铰缝损伤后的瞬态动力学响应,比较分析了不同损伤程度、不同动荷载加载位置下各板跨中加速度幅值,提出利用多次冲击实验下各板加速度幅值比之差值作为铰缝损伤的评定依据的识别方法,并分析了这种方法的可行性。     

柴油发电机组限位器冲击试验研究

某弹性安装的柴油发电机组运转时受到了冲击作用,测试了其加速度响应。实测信号是自身运转振动和冲击响应的综合。采用小波分解重构和小波阈值降噪方法分离冲击响应,结果表明冲击信号主要由2部分构成：（1）低频衰减正弦信号,是由底座冲击经过隔振器后传递到柴油机的响应;（2）频率成分复杂的信号,是限位器造成的冲击。计算了限位器冲击信号的冲击响应谱。     

多支点处不同冲击作用下的舰船推进轴系冲击计算及分析

为分析舰船推进轴系在多支承轴承处不同冲击作用下的冲击响应,采用有限元法和大质量法建立相应的计算模型(多支点不同激励).通过数值计算,分析了多支点不同激励下推进轴系冲击响应特征及与多支点相同激励下响应结果的差异.结果表明,多支点不同激励下推进轴系的冲击响应基本介于最大和最小多支点相同激励下的结果之间,有些位置处的响应结果最大误差高达30％以上.因此,若要较准确地预估推进轴系的冲击响应,应考虑各轴承处冲击载荷不同的影响.为简便起见,工程设计中可用各轴承处最大冲击载荷作为激励,用多支点相同激励模型分析轴系的冲击响应,但计算结果偏保守.     

直线工况轴重对轮轨磨损影响的试验研究

采用模拟试验方法,在试验室内模拟不同轴重货车运行于60kg/m直线PD－1钢轨情况,研究轴重对轮轨磨损的影响,试验结果表明,25吨轴重时,车轮和钢轨的磨损率均明显大于21t和23t轴重时的磨损率,因此,在我国现行铁路标准下,将货车轴重由21吨提高到25吨是不适宜的。     

铁路重载货车轮对弹性振动及其动态影响

为研究轮对弹性振动特性及其对重载货车动力学性能的影响，以30 t轴重重载货车为研究对象，对轮对刚、柔建模时的整车运动稳定性、曲线通过性能等进行了对比研究. 首先，给出了多体动力学中弹性体的数学建模方法；其次，建立轮对柔性体有限元模型，分析了轮对的弹性振动模态，进一步将其集成于多刚体系统中，形成重载货车刚柔耦合动力学分析模型；最后，针对货车多刚体和刚柔耦合两类建模方法，以干线不平顺叠加短波不平顺作为系统激励源，对比分析了重载货车的轮对振动响应、蛇行运动稳定性以及动态曲线通过性能的差异. 研究结果表明:相对刚性轮对而言，柔性轮对的变形能够缓和轮轨刚性冲击，同时弱化轮轨间的刚性约束能力，导致其振动幅度降低，使得车辆非线性临界速度下降约9%，通过小半径曲线时，轮轨横向力也降低了约13.7%，轮对弹性振动对重载货车动态性能的影响同样不容忽视.      

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编组站是铁路技术作业的基层生产单位，在车流组织中起着关键作用。由于编组站建设或改造投资巨大，因此有必要对其站型选择进行慎重考虑。实际运转作业中，单向系统与双向系统各有优缺点，同时，编组站的布置还要受到很多技术因素的制约，因而，仅仅依靠简单的定性对比分析来确定站型显然是不切实际的，要解决这一问题必须进行定量比对研究，构建站型选择的量化标准。基于以上分析，本文首先着眼于确定单双向系统选择的技术条件，并以此为基础，定量研究反向改编列车对单向系统及折角车流对双向系统各自的影响，从车流结构角度得出影响选择的技术因素。在上述研究基础上，以单向三级三场和双向三级六场为代表，构建能力约束条件下的典型单双向系统的择优比对模型，并通过徐州北编组站进行实例验证，从中看出，从车流结构入手，根据各种车流在编组站所消耗总费用的高低来进行站型选择不仅切实有效，而且经济科学，同时，这也为全面定位编组站的规模和布局提供了一种科学有效的决策手段。     

基于Fluent仿真的铁路货车驼峰溜放风阻力系数研究

针对铁路货车车体尺寸变化及装载状态对驼峰溜放风阻力系数的影响进行研究. 首先,基于空气动力学,建立了27t轴重通用C80、P80及23t轴重C70、P70等车型的Fluent仿真模型,并以满载C65货车标定模型参数.然后,计算风速和车速的合速度与车辆纵轴方向夹角α在0~80°区间内不同车型、不同装载状态货车溜放时的风阻力系数.仿真结果显示,不同车型、不同装载状态货车的风阻力系数在夹角α一致的情形下较标定车型具有较大差异：P80、 P70在α为20°时较标定车型P50风阻力系数分别增加28.5%、28.0%,满载C80、满载C70在α为25°时较标定车型满载C65分别增加30.5%、29.0%,空载C80、空载C70分别较对应车型满载状态增加47.1%、59.8%.最后,基于曲线拟合,回归出风阻力系数计算模型.本文研究解决了驼峰设计及调速控制中长期存在的铁路货车风阻力系数标定不全及轻载车辆风阻力值偏小的问题,具有重要的理论及实际意义.     

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列检布局的好坏对于铁路货车运用工作的质量有重要影响，为此列检布局有效性的后评价成为车辆部门选择列检布局调整时机的重要依据。本文提出采用列检布局有效性指数作为后评价的指标，借助DEA方法建立了列检所有效性的分析模型，并利用列检所投入产出数据进行了横纵向比较。结果显示列检布局对货物列车正点率影响最大，而且采用本文方法获得的列检布局有效性评价结果与我国铁路列检布局的实际情况相吻合，评价效果良好。这说明本文提出的后评价方法是有效的，可供车辆部门进行列检布局后评价时使用。     

路企直通运输空车调配模型及算法研究

路企直通运输这一新的运输组织模式使传统路网空车调配问题具有了新的特征,在借鉴传统空车调配问题模型的基础上,统筹考虑卸空站、装车站、技术站的空车调配数量、路径和时机问题以及技术站始发空车专列的来源,建立基于整个运输过程费用最小化为目标的路企直通运输空车调配模型并分为技术站空车配流和路网空车调配两个问题求解,使得空车调整模型符合运输生产实际并具有普遍意义,以上海铁路局部分战略装车点配空为例加以验证,该模型的采用对路网上空车调整问题将起到很好的借鉴作用。     

铁路网配流优化模型

在分析已有配流模型的基础上,考虑车流改编作业,对已有模型进行了修正,以正确选择车流径路.设置3组0-1变量,建立了适合我国铁路运营实际的铁路网配流模型,目标函数为车流在技术站和线路上的总费用最小.模型考虑了OD流无法完全分配的情形,克服了已有模型未考虑车流改编作业导致车流径路选择不准确的缺陷,从而获得更贴近实际的配流结果及车流改编方案.     

关于统一号码制和非号码制货车停留时间计算方法的研究

针对现行铁路货车停留时间采用两种统计方法所存在的问题,提出了统一指标含义、号码制采用按日结算制、非号码制采用批处理统计货物作业车的作业过程、各作业过程的一车平均停留时间改为一次作业平均停留时间等改革该项统计指标的建议.修改后的统计方法使号码制和非号码制两种统计方法得出的货车停留时间有了相同的含义,并能真实、准确地反映车站当日的工作实绩,又减轻了统计人员的作业负担.     

长大列车通过弹性曲线轨道仿真求解方法研究

为解决长大列车与连续长弹性轨道的同步仿真问题,以列车通过曲线轨道为例,采用重载列车-轨道耦合动力学模型,分析了压钩力作用下轨道结构与30 t轴重列车的动态特性,提出了长大重载列车与轨道动态相互作用仿真时模型的简化求解方法.该方法将庞大的列车/轨道耦合振动系统以有限数目的三维车辆模型代替,并考虑其轨下基础结构弹性,从而极大缩减系统运动自由度.研究结果表明:列车可简化为单质点车辆模型和三维车辆模型混合的短编组列车,当模型中只包含一个三维车辆模型,且其前、后车辆均以单质点模拟时,计算结果偏低;列车承受2 200 kN压钩力并通过400 m半径曲线线路时,货车最大轮轨横向力和垂向力较多节三维货车编组模型的计算结果分别低估了24%和4%,钢轨横向、垂向位移则被低估了20%和8%;端部车辆采用单质点模型、中部采用三维车辆模型的车辆数至少为3时,才能较为准确地反映中间目标车辆处轮轨作用力和其下部轨道结构的动态特性.      

铁路货车重车重心合理限高的研究与试验

重车重心限制高度是我国铁路基本技术标准之一，起着指导现场装车、保障行车安全的重要作用．本文分析了影响货物列车安全运行的因素，给出衡量车辆倾覆稳定性的主要指标，并论述了双层集装箱重车重心高度运行试验，遂渝线提速综合试验及胶济线列车交会试验的试验方案和试验过程．在分析试验数据的基础上，得出了双层集装箱重车重心高度为2400mm时能够保证行车安全的结论．此外，根据敞车、平车和棚车等主要车型在环形试验线和运营线路上进行的重车重心高度试验，分析了敞车和平车重车重心高度设置为2400mm、棚车重车重心高度设置为2200mm时的运行稳定性和平稳性的要求．