轨道交通简支梁钢筋混凝土圆墩地震反应分析

结合郑州市第一条城市轨道交通高架桥的工程实例,通过建立有限元计算模型,对简支梁不同墩高的钢筋混凝土圆形桥墩进行结构动力特性分析、E1地震作用下的多振型反应谱分析以及E2地震作用下基于纤维模型的弹塑性非线性时程地震反应分析,研究不同墩高桥墩的抗震性能和地震响应变化规律。结果表明,桥墩在地震作用下满足抗震设计要求,希望为城市轨道交通桥梁钢筋混凝土圆形桥墩抗震设计提供参考。     

粘弹性饱和介质中圆形孔洞的动力响应

本文研究分析了粘弹性饱和介质中圆形孔洞在轴对称荷载和流体压力作用下的动力响应问题。利用Carcione提出的本构模型来描述介质的流变和松驰性质。通过引入势函数 ,在拉普拉斯变换域中得到应力、位移和孔隙水压力的解析表达式。运用拉普拉斯数值逆变换得到数值结果 ,分析讨论了反映介质粘弹性性质的参数在不同荷载条件下对计算结果的影响。分析表明介质的粘弹性性质对应力、位移和孔隙水压力的消散有很大影响。     

别岩槽隧道注浆加固圈及二次衬砌厚度的确定

文章通过理论分析和数值计算,对隧道注浆加固圈和二次衬砌厚度与作用在隧道衬砌上的水压力的关系进行了分析,并根据数值计算结果和工程实际确定出穿越F1断层处别岩槽隧道的注浆加固圈和二次衬砌的合理厚度.     

机车柴油机曲轴断裂失效分析

应用理化检测手段,对某机务段发生早期断裂失效的柴油机曲轴进行了断口分析、金相分析、化学成分、力学性能检验。分析结果表明,曲轴油堵孔卡簧槽设计不合理,是造成曲轴疲劳断裂的主要原因。卡簧槽与油堵孔形成尖角引起的应力集中,以及曲轴表面氮化处理时在该处形成的网状氮化物,曲轴服役过程中在该尖角处萌生疲劳裂纹,成为疲劳源,并在交变载荷的作用下扩展,最终导致曲轴早期断裂。     

连续铁路槽形梁桥空间作用分析

对连续铁路槽形梁用三维有限元进行了整体空间分析.系统分析了在竖荷载作用下连续槽形梁的空间作用特性,提出了设计建议.     

邻近地裂缝地铁隧道地震响应分析

西安地铁3号线有3个区间隧道近距离平行通过地裂缝。采用数值模拟方法分析地震荷载作用下地铁隧道场地的动力响应。分析结果表明,地震荷载作用下竖向土压力增量在地裂缝上下盘处差异明显,地裂缝上盘竖向土压力增量明显大于下盘;在施加地震荷载后地铁隧道拱顶处的竖向土压力迅速上升,震级越大竖向土压力越大;隧道内力中轴力最大值在右拱脚处,左拱脚次之;剪力最大值在右拱腰处,左拱腰次之;正弯矩和负弯矩的最大值接近,均在右拱腰处,左拱肩和右拱脚处弯矩偏小,其余弯矩值在30～60 k N·m。     

浅埋隧道塌方机理上限分析

对浅埋圆形隧道的塌方机制的预测是一项极为复杂的工作。基于Hoek-Brown破坏准则下,运用极限分析原理,对浅埋圆形隧道的破坏机制进行分析。在考虑支护力和孔隙水压力的前提下,对岩体内部进行能量耗散计算分析。推导出塌落面目标方程的参数表达形式。代入不同的参数值,绘制出具体的塌落面形状。分析讨论各参数对潜在的塌落形式的影响。研究结果表明：孔隙水压力系数ru 和参数B增大,塌方范围减小;参数A和σt 增大,塌方范围增大。     

轨道交通槽形梁局部振动及参数敏感性分析

针对轨道交通槽形梁局部振动的问题,基于有限元理论,建立轨道交通槽形梁有限元模型。对其进行模态分析,再基于车辆-轨道耦合动力学理论,计算槽形梁在列车荷载作用下的局部振动响应,通过对选取的5个输出点的加速度频谱曲线进行分析。研究结果表明:槽形梁翼缘板的横向振动响应最大,最大的加速度振级为107.2 d B。槽形梁底板的垂向振动加速度在50 Hz处有峰值,左右两边的翼缘板和腹板的横向振动响应频谱曲线相类似,都在12.5 Hz和40 Hz处有峰值。通过槽形梁结构参数对槽形梁局部振动响应的敏感性分析,表明加厚底板厚度能够很好地降低槽形梁的振动响应。但并非越厚越好,其最佳值还有待进一步分析。     

铁路隧道基底脱空条件下的动力响应分析

列车荷载作用是诱发在役隧道基底病害的主要原因。为分析隧道基底脱空条件下对列车荷载的响应问题,以某铁路隧道工程Ⅲ级围岩正常断面为对象,通过现场在隧道铺底顶面埋设压力盒,对铺底混凝土层受力进行测试;在此基础上,通过数值计算,重点分析列车荷载作用下基底不同脱空长度下的基底中心线、轨道处与轨枕端头处的应力分布规律及铺底顶面振动特性。结果表明:在铺底顶面,动压力在轨道、轨枕端头处与基底中心线处分别为80,20 k Pa和60 kPa。经计算模拟,基底存在40 cm与80 cm宽脱空区时,在轨枕端头处、轨道处及中心线处应力规律基本一致,在脱空区处应力出现先减小再增加现象,且轨道处突变最大,脱空区侧壁处存在应力集中现象,脱空区影响深度范围约2 m。80 cm宽脱空区在数值上与40 cm宽脱空区相比,基底动应力、铺底顶面加速度与振动位移的最大增幅分别为50%、30%和3%。     

内燃机车电控喷油系统模拟计算与实验

对内燃机车柴油机电控喷油系统进行了数值模拟计算,将电磁阀闭合后的燃油流动过程等效为一维流体非定常流动,用连续性方程和动量方程建立了数学模型。将电控单体泵系统划分为单体柱塞泵、供油凸轮、高压油管、电磁阀和喷油器几个子模块并分别进行数值计算,确定了油管两端的边界条件。以单体泵初始状态和外部条件为输入量,采用特征线法得出各点的燃油压力,并将仿真结果以图形的方式输出;在电控喷油泵试验台上进行了压力特性试验,得到不同凸轮轴转速下的泵、嘴端的喷油压力波形。两者对比验证了数值计算和分析的准确性,得出电控单体泵各部件参数对喷油过程的影响,为内燃机车柴油机电控燃油喷射系统的研制打下了理论基础。     

基于ANSYS的超级电容方形壳体有限元分析

为了获得能满足性能要求的超级电容方形壳体的最佳壁厚和减压阀的最佳开启压力,采用ANSYS软件分析了壳体在不同压力下和不同壁厚下的应力分布和变形情况,结果表明所建有限元模型是有效的。同时,根据材料屈服强度,确定了减压阀的最佳开启压力,为超级电容壳体的改进设计提供依据。     

无轨电车超级电容散热系统研究

文章对无轨电车超级电容系统的散热结构进行了相关研究,提出了一种全新的通风散热解决方案。首先,研究了超级电容系统的发热原理,建立了超级电容模组三维稳态传热模型;然后,基于ANSYS Workbench软件对该模型进行仿真计算,得到的结果与试验数据基本一致;最后,提出针对该模型的通风散热设计方案。仿真结果表明,超级电容系统的各个模组温度下降了1 ℃左右,模组间最大温度差为2 ℃,较好地保证了超级电容工作温度的一致性,确保了超级电容系统较好地运行在无轨电车的应用中。     

淮安市超级电容现代有轨电车技术研究

采用新型绿色能源超级电容的现代有轨电车对落实国家能源战略、促进能源清洁化发展意义重大。基于江苏省淮安市超级电容现代有轨电车工程设计研究,开创设计超级电容数字智能集成方案的关键技术,提出了数字化、绿色化、低碳化新技术的设计理念和超级电容在现代有轨电车安全运营中应用的设计方案,并在超级电容现代有轨电车应用技术的研究上取得了重要突破。     

城市轨道交通车载超级电容的优化配置方法

从功率、容量及最优的放电深度等方面研究了满足车辆制动能量回收的城市轨道交通车载超级电容理论及优化配置。通过超级电容能量存储配置方法的理论分析,得出电容装置最小的电容总数及电容最优的放电深度的算法。在满足能量存储的条件下应使电容总数最小。算例分析表明,超级电容储能装置的电容设备不仅要考虑功率和容量的要求,还要考虑电容的配置和放电深度。     

超级电容在地铁制动能量回收中的应用研究

针对机车启动、制动对直流母线电压的影响,提出一种基于超级电容的储能装置,该装置通过双向DC-DC变换器为列车提供牵引或者吸收再生制动过程的暂态能量,分析了超级电容储能系统充放电控制策略,搭建了一个750V直流电气化铁路仿真平台,仿真结果验证了超级电容储能系统能够维持直流母线电压稳定,有效地防止城市轨道交通供电系统中电力负荷波动和避免再生制动能量的浪费。     

混合动力有轨电车列车控制和管理系统软件测试平台设计

针对燃料电池和超级电容混合动力有轨电车的列车控制和管理系统(TCMS)软件测试需求,运用Control Build仿真软件搭建了适用于燃料电池和超级电容混合动力列车的TCMS软件测试平台。该平台在具有列车电路和常用子系统仿真功能上,采用拟合方法搭建了燃料电池模型、超级电容模型、动力电池模型和列车能量流动模型,为TCMS软件进行混合动力能量管理和整车能量管理提供测试环境,提高了燃料电池超级电容有轨电车TCMS软件测试的范围和效率。     

基于超级电容的再生制动能量吸收装置分析

为解决地铁接触网压因再生制动而升高的问题,以北京地铁13号线为例,利用制动特性曲线进行分析,仿真并计算出列车再生制动能量大小,以此为基础,设计储能系统的电容量等参数和储能阵列的串并联方式。利用Simulink仿真平台,模拟网压变化,对超级电容储能系统进行仿真分析,验证了系统功能的有效性,为实际工程提供了理论指导和依据。     

有轨电车储能式系统配置方案及供电系统研究

超级电容能量密度低,以超级电容为储能元件的储能式有轨电车储能能量较少,有可能出现由于能量不足而故障停车。为解决该类问题,基于对有轨电车超级电容系统和供电系统的分析,提出车载储能系统配置改进方案。通过对改进方案的仿真分析及经济性分析,认为基于锂离子电池的储能系统方案在满足有轨电车原有牵引特性不变的前提下,具有更好的经济性。在有轨电车全寿命周期(30年)内,该方案供电系统的建设成本、储能系统一次性采购及更换成本,以及运营成本都大幅下降,全寿命周期成本降低了51.14%,具有良好的工程应用前景。     

铁路信号变压器容量的合理选择

铁路信号负荷中包含有道岔这类短时冲击负荷,为了防止信号变压器过载,通常选取较大容量变压器,即便充分考虑到了变压器的短时过载能力,也会带来不必要的变压器损耗,为此,介绍如何结合超级电容器来合理选择信号变压器容量的方法。并由仿真结果可见,超级电容器可以快速准确地跟踪负荷变化做出响应,此时变压器端口处的功率变化近似为零,即道岔动作时的冲击负荷由超级电容器承担,变压器则只需要承受常态负荷,此时根据常态负荷来选择变压器容量即可,避免选用大容量变压器带来的损失。     

一种有轨电车车载复合储能系统及其充放电策略

随着储能式有轨电车在越来越多城市应用,各方对车载储能的要求也越来越高,仅采用超级电容的车载储能系统难以满足发展需求。文章围绕提高车载储能系统性能问题,对基于超级电容和钛酸锂电池的车载复合储能系统进行研究,提出了一种配套的充放电策略,并结合黄埔有轨电车1号线的线路情况进行仿真分析验证。