弹性支撑块式无砟轨道力学特性研究

研究目的:由于隧道内净空的限制,重载铁路长大隧道内宜铺设无砟轨道,弹性支撑块式无砟轨道(LVT)以其良好的减振性能逐渐在重载铁路中得到应用。为研究不同轴重和加载方式下LVT结构的应力应变特性,本文以蒙华铁路重载铁路隧道应用的LVT为例,通过建立LVT结构有限元模型,以探讨LVT结构的受力与变形特征,为LVT轨道结构的优化以及设计施工提供理论依据。研究结论:(1) LVT结构能够保证30 t轴重下静力学性能安全性,当轴重由30 t提高至42 t,钢轨弯矩、轨道结构部件应力及位移幅值增长量在40%左右;横向荷载对轨道结构横向位移及应力的影响显著,板端加载时道床板及底座板应力增量分别为284%、1 000%;(2)横向荷载作用下,除支承块横向应力下降,钢轨弯矩、支承块纵向应力、道床板应力、底座板应力均呈现增长趋势,其中道床板及底座板应力分别增长400%、530%;(3)板端加载时荷载由相邻扣件共同承担,扣件节点反力峰值有所下降,荷载作用点下竖向荷载分配比例由2∶1降低至4∶1,横向荷载分配比例由67%降低至47%;(4)本研究结果对重载铁路中LVT轨道结构的设计和施工有指导意义。     

某地铁车辆空调送风道出风性能仿真优化及分析

运用计算流体力学方法,通过仿真模型对某地铁车辆送风道出风均匀性进行检验与优化,得出在较小风道阻力下较为合理的静压挡板高度、位置及尺寸.研究发现,添加不同形式的挡风板可改变风道送风前端出风量,进而优化出风均匀性.主风道模型的阻力调节板高度为90 mm且距出风口边缘30 mm时,出风均匀性较好;扁风道模型的开孔挡板高度40 mm且距出风口边缘15 mm;考虑到扁风道末端渐缩段的影响,添加了 3块高度分别为40 mm、30 mm、20 mm的末端挡板,可改善出风口出风量中部位置小、末端大的状况,使扁风道出风口的出风量趋于均匀.     

基于凸包非光滑表面的高速列车减阻技术

为减少高速列车在运行中的空气阻力,提高列车运行效率、节约能耗,提出凸包非光滑表面减阻技术应用于高速列车领域。文中以CRH3型高速列车为研究对象,通过在车体的头部和尾部加设凸包来控制湍流特性,以达到减阻效果。首先利用PRO/Engineer建立非光滑表面CRH3型头车+中间车+尾车的简化模型,将模型导入ICEM CFD软件并根据计算精度的需要划分不同网格区域,得到较高质量的非结构网格,再应用FLUENT软件中的k-ε湍流模型对稳态运行速度为300 km/h时的列车进行模拟仿真,计算列车空气阻力,对比分析凸包的阵列距离、半径和高度对减阻性能的影响。并从头车、尾部的压力图和附近速度矢量图两方面来反映凸包非光滑表面对高速列车压差阻力的影响;从湍流动能和湍流强度角度解释凸包非光滑表面对高速列车黏性阻力变化的作用。仿真结果表明:列车的气动阻力随凸包阵列距离的增大而减小、随凸包半径的减小而减小、随凸包高度的减小而先减小后又增大;当凸包半径为40 mm,阵列距离为460 mm,凸包高度为10 mm时,列车具有最好的减阻效果;相对于光滑表面列车,在头车加设凸包而尾车不加设时,头车阻力可小至1239 N,头车减阻率为10.67%,总阻力为3591 N,总减阻率为3.80%。可见,通过在头车加设凸包可以改变边界层湍流特性达到减小列车气动阻力的效果。期望文中的研究为高速列车后期减阻方法研究提供一定的参考。     

关于止轮器自动收放的研究与设计

为解决移车台转运机车时机车防溜的问题,研究设计了一种止轮器自动收放装置。在研究设计过程中,对三种方案进行论述比较,选择出最优可行性方案,并综合应用UG NX10.0进行机械结构设计、电器和线路布局以及整体安装效果验证。该设计最终实现了止轮器的自动收放。     

列车分布式网络通信与控制系统

列车分布式网络通信和控制系统(DTECS)是基于TCN协议的新一代分布式列车控制系统.概述了TCN协议,介绍了DTECS的组成、系统特点以及应用情况;详细介绍了模块化分布式技术、电源、机械外壳、硬件、软件、网络调试诊断和安全性设计等方面情况.现场应用表明,系统功能强大,性能可靠,运行稳定.     

横风对列车通过曲线限制速度影响的数值研究

在简化列车外形的情况下,针对列车在不同风速下的气动力进行计算.为计算气动力,将三维雷诺平均N-S方程(RANS)结合k-ε湍流模型,用有限体积法将控制方程离散求解.用SIMPLE法耦合压力-速度场.在得出气动力的基础上,使用本文推导的横风作用下列车通过曲线轨道的限制速度公式,分析了气动升力、气动阻力对限制速度的影响.模拟计算结果显示,增大列车运行速度或横风速度都会增大列车的气动升力和气动阻力,并使之呈非线性增大的趋势.列车在高速、大横风情况下运行,以上2种非线性风险的影响使行车的安全性受到严重的威胁.升力的作用一般使列车通过曲线轨道的限制速度降低,而阻力对限制速度的影响主要取决于风向.     

无网格法在青藏铁路路基温度场非线性分析中的应用研究

基于最小二乘法的无网格伽辽金法只需要节点信息而不需要单元信息,这对求解带相变的温度场这种有移动边界的非线性问题非常有利.在寒冷地区,冻融现象经常发生,因此在寒区路基传热计算中,必须考虑相变问题.本文采用无网格方法对青藏铁路一试验段路基中温度场的非线性问题进行研究.计算中,用焓法来考虑相变问题,用Lagrange乘子法施加本征边界条件,利用FORTRAN语言编写无网格法程序求得数值解.通过与实测值及有限元法得出的解相比较,结果表明:与有限元法相比较,无网格法具有所得数值解更接近实测值、收敛速度快、前后处理简单等优越性,是一种在实际工程非线性温度场计算中值得研究的方法.     

踏面制动单元试验台简介

阐述了踏面制动单元试验台的组成、功能和系统设计原理.     

灵江特大桥连续梁施工应力监控中消除温度影响的方法

新建甬台温铁路灵江特大桥由若干简支梁和一联连续梁组成,其连续梁跨度布置为(70+3×120+70)m。桥梁地处浙江省临海市,夏日最高气温超过40℃。温度对施工应力监控的影响很大,如果不消除温度的影响,应力测试难以进行。从理论分析方面对温度的影响作了论述。结合实际应力监控,论述应变采集仪和传感器的选型,从多方面论证温度对测试结果的影响规律,最终把应力测试误差减小到5%以下,达到了施工监控的目的。     

北京、香港、纽约城市轨道交通投融资模式对比分析

投融资模式的设计和选择是城市轨道交通项目科学决策中的关键环节.通过对北京、香港、纽约三个典型城市轨道交通投融资模式的分析,初步总结出三个城市在投融资模式上的特点.在分析差异性的基础上,对北京的城市轨道交通投融资模式提出相关政策建议,如允许轨道交通投资经营主体经营公共汽车业、旅游业、广告业、沿线房地产业及商业等与轨道交通相关联的行业,以提高轨道交通企业的综合效益;实施多元化的经营战略,吸引各种经济成分参与到轨道交通建设中来;政府在城市轨道交通投融资中发挥主导作用,以有效保证债务性融资的数量、期限、结构和成本;城市轨道交通建设项目投资比例不低于50%.