轨头内弹塑性接触应力场与工况参数

随着高速、重载铁路的发展，钢轨的承载能力以及工况参数对它的影响问题受到越来越多的专家学者的关注。本文着重讨论摩擦系数、轴重对轨头内弹塑性接触应力场的影响，横移量与摇头角的影响将不作详细讨论。研究得到，横移量是影响轨头内弹塑性接触应力场的最关键的工况参数，轴重的影响也是很大的，次之是摩擦系数，影响最小的是摇头角。     

架桥机滚柱轮结构最佳空心度研究

以某架桥机中使用的圆柱滚子轮系统为研究对象,针对滚柱轮结构中等效和接触应力的边缘效应,提出了采用空心滚柱轮的设计方案,以降低其边缘应力。采用有限元分析方法,对不同空心度下的滚柱轮最危险区域的等效应力和接触应力进行了详细计算。计算结果表明:对于等效应力,滚柱轮的最佳空心度为42%;对于接触应力,滚柱轮的最为合理的空心度为50%。综合考虑等效应力最小及接触应力的合理分布,滚柱轮的最佳空心度范围可取为42%~50%。     

基于颗粒接触应力的软土次固结机理分析

用土颗粒法向接触应力和接触面积表示有效应力,通过比较有效应力与土颗粒接触应力的关系,分析土颗粒接触平衡的破坏对次固结的影响,以及分析了有机质、粘土含量、土体结构性、荷载大小、时间等诸多因素对颗粒接触能力及次固结快慢程度的影响。     

双圆弧齿轮传动的啮合特性和有限元模拟

根据双圆弧齿轮啮合原理,对某双圆弧齿轮传动的啮合特性进行分析,在Pro/E参数化建模的基础上,应用有限元方法,对所研究的双圆弧齿轮传动啮合过程的接触状态进行了模拟,确定了齿轮传动的啮合周期和啮合过程中接触应力变化规律,指出了该双圆弧齿轮传动的啮合危险状态和位置,为齿轮传动的优化设计提供了一定的依据.     

传力杆与混凝土界面的接触应力

为了分析水泥混凝土路面传力杆失效机理,运用有限元分析软件ANSYS,建立了接缝处设传力杆的水泥混凝土路面三维有限元模型,并对交通荷载和温度变化引起的传力杆与混凝土界面的接触应力进行了分析。结果表明:轮载或者温度变化作用下传力杆与混凝土界面存在明显应力集中现象,在传力杆顶部和底部存在压应力集中现象,在传力杆两端存在拉应力集中现象,致使界面处容易产生初始裂缝并被挤碎,传力杆松动量增大,传递荷载能力降低,甚至导致水泥混凝土路面接缝损坏。     

钢箱梁斜拉桥索塔锚固区的受力性能

以青岛海湾大桥红岛通航孔斜拉桥为背景,介绍了耳板式索塔锚固区的构造特点;应用弹性力学解析方法求出了销铰的接触应力;采用有限元方法对索塔锚固区在最不利荷载组合作用下的受力性能进行了研究,并考虑了几何非线性和材料非线性对钢锚箱进行了极限承载力分析。结果表明:最不利荷载组合作用下耳板锚孔处的最大Von Mises应力为203 MPa;索塔钢锚箱的极限承载力约为设计荷载的5.02倍,具有足够的安全储备。     

基于刚柔耦合多体动力学模型的配气机构计算

通过在配气机构多刚体模型中引入柔性体,描述了配气机构的动力学性能;建立了柔性体气门弹簧,分析了气门弹簧动刚度的非线性行为,并且依据模态技术计算得到其动态应力;该方法为优化设计配气机构等机械产品及对其进行疲劳性能研究提供了依据。     

考虑打磨量的重载钢轨打磨廓形优化设计

为在重载钢轨打磨廓形优化设计中最小化钢轨打磨量，建立了打磨量的钢轨廓形对齐及计算方法，设计以轮轨磨耗指数、轮轨接触应力以及钢轨打磨量为优化子目标的综合优化评价模型，并对不同优化策略的优化结果进行了分析. 首先，通过矩阵旋转变换、曲线拟合及样条插值等理论建立钢轨廓形自动对齐算法，并计算目标廓形打磨量；其次，考虑轮轨磨耗指数、接触应力以及钢轨打磨量，建立综合优化目标函数，采用遗传算法并联合车辆轨道动力学仿真模型求解优化钢轨打磨廓形；最后，运用所建立的钢轨廓形优化设计模型计算分析不同优化策略的设计结果. 研究结果表明:同时考虑轮轨磨耗、轮轨接触应力和钢轨打磨量，优化后曲线外、内轨廓形平均磨耗指数相比初始廓形下降68.9%，内轨接触应力下降39.1%，打磨量下降21.8%，优化效果最佳；只考虑轮轨磨耗和接触应力时，优化后曲线外轨廓形磨耗指数和内轨接触应力下降较为明显，但打磨量下降速率相对较慢，仅为11.3%；只考虑打磨量时，优化后钢轨廓形打磨量下降最快，为24.4%，但轮轨接触应力显著变大.      

金属"C"形密封环密封性能有限元分析

文中研究相关理论计算公式,采用Abaqus有限元软件建立金属"C"形密封环有限元模型,对不同工况下"C"形环的密封性能和压缩回弹性能进行了弹塑性分析,得出相应情况下密封环的接触应力分布、Von-Mises应力分布及其压缩回弹性能;研究了密封环结构参数和压缩量、工作压力对密封特性和力学行为的影响。结果表明,金属"C"形密封环具有良好的回弹能力和自紧密封功能,在各个工况下都能满足密封要求且可以实现初始密封;适当增大金属"C"形密封环的压缩量和工作压力,可以提高其密封性能。     

跨座式单轨固定铸钢支座接触应力研究

为了研究跨座式单轨固定铸钢支座铰轴与摆孔之间的接触应力,应用Hertz接触理论,分析影响铸钢支座接触应力的主要因素。采用有限元数值模拟的方法,借助ABAQUS有限元分析软件,建立固定支座的三维有限元模型,通过计算得到固定支座的接触应力。对支座进行静力荷载试验,对比试验结果与有限元计算结果,验证有限元分析结果的可靠性。最后借助有限元分析手段,计算铰轴直径变化对接触应力的影响。结果表明,固定支座在设计静力荷载作用下的接触应力满足要求,并且铰轴材料具有较大的强度富余;铰轴直径的尺寸会影响支座接触应力的大小,且存在最优铰轴直径使支座接触应力最小,可以为铸钢支座结构的设计与优化提供指导。