铰接式高速客车车体有限元分析及应用

建立了铰接式高速客车车体结构有限元计算模型，对该车体进行了静态强度、刚度和固有频率及振型计算，并对车体的结构形式及合理性进行了分析，为改进设计提供了有价值的理论依据。     

《交通运输工程学报》2002年第2卷总目次

第 1期新世纪的土木工程与可持续发展吕志涛 (1)…………………………………………………………………………………………铁路高速货车及其相关技术研究李　芾　傅茂海 (6 )………………………………………………………………………………弹性阻尼耦合轮对铁路客车系统横向稳定性张丽平　李　芾 (13)………………………………………………………………受电弓 /接触网系统动力学模型及特性梅桂明　张卫华 (2 0 )………………………………………………………………………铰接式货车车体底架有限元分析卢耀辉　邬平波　曾　京 (2 6 )………………     

直接驱动转向架的动力学性能分析

运用多体系统动力学软件SIMPACK建立了铰接式直接驱动转向架的车辆系统动力学模型,通过仿真计算分析了三角杆纵向刚度和横向刚度与车辆临界速度的关系,并对二系悬挂垂向刚度和垂向阻尼的参数进行了优选.最后分析了整车曲线通过性,结果表明直接驱动转向架具有良好的动力学性能,能满足运行的需要.     

车辆弹性旁承垂向刚度分析方法研究

目前,提速货车上普遍安装的弹性旁承对货车空车的运行性能影响较大,特别是影响到空车蛇形运动的临界速度,而旁承垂向刚度是影响蛇形运动临界速度的主要因素之一．主要研究了弹性旁承在小变形和大变形两种情况下垂向刚度的计算方法．在小变形情况下,采用解析方法计算弹性旁承的垂向刚度;在大变形情况下,利用有限元软件分析其垂向刚度．通过对转8A型弹性旁承垂向刚度的实例分析,验证了丈中刚度分析方法可行．     

快捷货车抗蛇行减振器性能参数对动力学性能影响分析

基于车辆系统动力学理论,建立160 km/h快捷货车动力学模型,仿真分析了抗蛇行减振器的节点刚度、阻尼系数和卸荷速度对快捷货车动力学性能的影响.研究结果表明,适当增大减振器的阻尼系数可显著提高快捷货车的临界速度,并改善快捷货车的横向平稳性;随着减振器节点刚度的增加,快捷货车的临界速度先增大后减小,在节点刚度约为12 MN/m时,临界速度达到最大值;快捷货车的临界速度随减振器卸荷速度的增加而降低;抗蛇行减振器性能参数对轮轨相互作用的影响是有限的.     

考虑屈曲响应的碳钢客车车体底架结构的拓扑优化

利用子结构和拓扑优化相结合的技术,研究碳钢客车车体底架结构的稳定性问题.首先,在1280kN车钩压缩载荷作用下,对某碳钢车车体结构进行线性屈曲分析,指出底架薄板部位因纵向刚度不足导致其屈曲因子偏低;然后,开展整车级底架失稳区域的典型结构的基于屈曲响应的拓扑优化,分别将碳钢车车体底架侧门和端部区域的典型结构定义为非子结构,其它车体单元定义为超单元,它们的边界结点定义为出口结点;接着,依据两典型结构的拓扑优化结果,确定优化设计方案;最后,经整车级结构的稳定性分析,优化结构的屈曲因子分别提高了0.67和0.95.这种考虑屈曲响应的、借助子结构方法的整车级高效的底架拓扑优化技术可推广到车体其它部位的优化设计中.     

P_(62)型铁路棚车结构优化设计

本文以P_(62)全钢铁路棚车为对象,运用DDDU—2F程序对其进行了结构优化。结果发现,对整车强度和刚度有重大影响的关键部位并不在车辆底架,而在上侧梁中段。     

铰接式转向架有轨电车曲线加宽、道岔加宽计算——以佛山高明有轨电车为例

简单介绍铰接式转向架结构及运用铰接式转向架的有轨电车车辆总体布置和编组模式;针对铰接式转向架车辆的特殊形式,研究其车辆曲线加宽的计算方法,并以佛山高明有轨电车为例分析并推导道岔加宽曲线方程,同时对方程进行误差分析。     

货车车架尺寸优化设计

以某货车车架为原型,研究车架的实际工况、载荷条件,以建立合理的力学模型,对车架进行强度、刚度进行系统的分析,提出合理的结构尺寸优化方案,在满足强度、刚度性能条件下,体积减少了23.9%。     

拼装式薄壁预应力钢筋混凝土空心桥墩自振特性与动力响应测试分析

采用冲击振动测试和列车过桥动载试验,测试了铁路某支线拼装式薄壁预应力钢筋混凝土空心桥墩振动试验下横向振动响应数据,分析了桥墩的自振频率和横向振幅,并对桥墩的运营性能进行了评价.结果表明:桥墩自振频率和正常运营客、货车下的振幅满足《铁路桥梁检定规范》中根据等效刚度法计算的相应限值,并且按这种方法计算的限值来进行桥墩运营性...     

基于子模型方法的地铁车体疲劳寿命评估

车体是地铁车辆的重要承载部件,针对全尺寸车体疲劳试验综合难度高的问题,基于端部底架子模型包含了牵枕缓等在车体中受力最严苛结构的特点,提出采用端部底架子模型代替全尺寸车体进行疲劳试验的方法;建立了端部底架子模型和全尺寸车体的有限元模型,并参照EN 12663标准所确定的疲劳载荷,通过设置合理的边界条件使得端部底架子模型与全尺寸车体关键位置应力分布一致;将试验测得端部底架关键位置的应力与仿真结果进行对比,验证了有限元模型的准确性,进而采用名义应力法和Eurocode 9标准规定的疲劳寿命-应力（S-N）曲线对车体和底架焊缝部位进行了疲劳损伤计算. 结果表明:端部底架3个最大损伤位置与全尺寸车体一致,并且同一位置处端部底架的损伤值均大于车体损伤值,因此采用子模型法评估全尺寸车体的疲劳寿命易于获得相对保守的结果,针对地铁车体采用子模型法进行疲劳寿命评估是可行的.      

370t凹底车振动平稳性分析

370 t凹底车是目前载重量最大的凹底车,考虑到结构振动对车辆平稳性的影响,把凹底架、大底架和小底架做成柔性体,建立刚柔混合模型进行仿真分析.对比美国5级谱和铁科院实测谱,并通过傅氏逆变换转换为时域信号,用模态综合法进行仿真分析并与试验数据进行了对比,发现美国5级谱的垂向不平顺比我国实际线路情况要恶劣,短波轨道不平顺对该车的结构振动有较大的影响.     

Prediction of Welding Deformation of Underframe

IntroductionWelding deformation is a common and impor-tant problem in industry.In the last decades re-searchers have made efforts to predict and controlwelding deformation.There are usually three waysto determine the welding deformation:1 experi-ential formulas.2 Thermal elastic- plastic FEMmethod.3 Inherent strain method based onFEM[1～ 3 ] .Experiential formulas are only fit for simpleshape structures.Current thermal elastic- plasticmethod usually simulated either small or simplestructur…     

车钩箱位置误差对重载机车动态性能的影响

为了探明车钩箱中心线相对车底架中心线存在横向偏差及对制动时机车动态性能的影响规律,测量了八轴机车底架几何参数.测试结果发现,车钩箱偏离车底架中心线范围约5~10 mm.根据测量结果,考虑国内重载机车常用的车钩缓冲器装置的结构特点,建立了具有时变弧面接触特性的钩缓动力学模型和由2台八轴机车组成的列车动力学模型.在此基础上分析了不同横向偏差的车钩摆角、车体横向错位以及机车行车安全性.研究结果表明:在厂线试验条件下,若车钩箱偏离中心线距离越大,制动后车钩摆角与车体横向错位增大,行车安全性越差.为保证行车安全性,车钩箱偏离距离应不超过9 mm.      

接触网关节式电分相过电压的研究

关节式电分相是一种适应机车高速运行的新型电分相装置,能消除器件式电分相存在硬点大的问题,目前世界上大多数国家的高速电气化铁路均采用了关节式电分相．本文介绍了七跨式锚段关节电分相,分析了过电压的原因,计算了中性线过电压并进行了仿真,最后研究了一种过电压的保护方案．     

基于差动制动的单拖挂汽车列车道路跟踪控制

对汽车列车的运动特点进行了研究,建立了考虑铰接角的单拖挂汽车列车驾驶员模型;对挂车制动时车辆运动状态的变化进行了分析,设计了基于差动控制的道路跟踪控制器,建立了基于Simulink和Trucksim的联合仿真模型,验证了双移线工况下模型的路径跟随性和行驶稳定性。结果表明:基于差动制动的单拖挂汽车列车道路跟踪控制器,与单点最优预瞄驾驶员模型控制器和考虑铰接角的驾驶员模型控制器相比,转向过程更加平稳,提高了路径跟踪能力,降低了侧向加速度峰值,提高了行驶稳定性。     

适应6轴铰接列车动力性的高速公路最大纵坡坡度和坡长

针对当今中国高速公路货运主导车型6轴铰接列车以满载状态在相同纵坡条件下行驶时, 其性能差于《公路工程技术标准》 (JTG B01—2014) 中纵坡设计代表车型的问题, 采用典型平路试验和实际道路试验相结合的方法, 获得了该主导车型的发动机使用外特性曲线, 分析了试验车发动机转矩、功率与发动机转速的关系; 依据汽车行驶受力方程, 建立了该主导车型在各个挡位下的坡度与车速的关系曲线, 确定了不同纵坡坡度时, 发动机全负荷状态下车辆稳定行驶的最大平衡速度, 获得了该主导车型的加速性能曲线和减速性能曲线, 提出了符合中国当前货运车型变化的高速公路上坡方向纵坡坡度、坡长等主要控制指标。研究结果表明: 相比于《公路工程技术标准》 (JTG B01—2014), 在相同纵坡条件下, 由于主导车型比功率的降低, 其平衡速度较标准中纵坡设计代表车型对应的平衡速度降低了20%~30%, 且适应其动力性的最大纵坡坡度比标准中规定的纵坡坡度小50%, 因此, 中国当前主导货运车辆动力性能不适应高速公路纵坡条件; 根据6轴铰接列车在不同纵坡上的加减速特性, 满足6轴铰接列车爬坡需求的最大纵坡坡长随坡度的增大而降低, 且降低幅度逐渐增大, 最大降幅达到60%。      

连续梁反应谱比较分析

以实际工程为背景,采用有限元程序对采用墩梁固结和墩梁铰接形式的3跨和2跨独柱墩连续梁桥建立有限元模型,并进行地震反应谱分析,通过对桥墩弯矩、剪力和位移等分析得出对于该桥的抗震采用2跨墩梁固结的形式比较好,能达到美观和实用的效果,对于以后的工程设计和模型建立有一定的指导意义.     

Elastic Modulus Limit of Support Layer in Twin-Block Ballastless Track Based on Train Load Effect

The support layer is an important component of twin-block ballastless track. The modulus of the support layer is an important design parameter and must be carefully solved. We studied the bending stress and deformation of track slab and support layer due to train load using the beam-plate finite element model on elastic foundation. The results show that support layer type has great impact on both support layer deformation and the stress on subgrade, but has little impact on the bending stress of either track slab or support layer. The continuous support layer type, and articulated support layer type with shear transfer device at their ends, are recommended. In order to keep the stress in the support layer less than that in track slab, the modulus of the continuous, unit, and articulated types of support layer (in unit twin-block ballastless track), and the support layer in continuous twin-block ballastless track, should not be larger than 15, 22, 20.5 and 5 GPa, respectively. In addition, the modulus of the unit-type support layer should not be more than 20 GPa, to ensure the step in support layer remains less than 1 mm.     

通道式客车瞬间转向失控成因分析

本文从转向运动学的角度,对通道式客车发生瞬间转向失控的形成原因进行了分析,并提出了防止的方法与措施.