地铁列车车头外流场的数值仿真分析

随着地铁列车的速度不断提高,其空气动力性能也显得越来越重要。提出并建立地铁列车车头外流场计算模型,运用列车空气动力学原理并借助流体分析软件CFX对计算模型进行了仿真计算。根据计算结果,分析比较了各模型的外流场、压力场的分布,得出具有良好气动性能的车头外形设计参数,可供地铁列车外形设计作参考。     

基于线路实测数据统计推断的应力谱分布类型比较

在分析研究轨道车辆结构实测动应力谱分布的基础上,提出用威布尔分布和对数正态分布的组合分布来描述动应力分布.利用实测数据分别拟合出威布尔、对数正态、组合分布三个分布函数,利用拟合结果及实测应力谱进行应力谱统计推断,得到各自的推断应力谱并与实测谱比较,证明了组合分布对实测应力谱分布描述的优越性.同时利用各分布函数估计得到实测中未出现的可能最大值,然后扩展出包含可能最大值的扩展应力谱,在损伤累计理论的基础上,证明了威布尔分布对分布估计的保守性,以及组合分布对应力谱分布估计的有效性.     

世博会期间上海轨道交通客流的时空特征研究

在2010年世博会期间,上海地铁采取了一系列服务措施,如开通涉博线路和车站、开通13号世博专用线、延长地铁各线运营时间等,为世博客流和日常通勤客流提供了有力的交通保障.从时空特征角度,分析比较世博前和世博期间上海轨道交通的客流情况,结果表明:各涉博车站客流分布不均匀,且世博客流对上海轨道交通客流的影响不仅局限于涉博车站...     

轨道交通站点地区空间网络 形态研究 ——基于广州 3 个地铁站域的比较分析

针对我国城市以公共交通为导向的开发(transit-oriented development,TOD)实施过程中出现的交通站点与 空间形态发展耦合不足、步行环境欠佳、功能适配性存疑等问题,以广州珠江新城、公园前和长寿路 3 个地铁站 点为例,借助空间句法比较分析站域空间网络的组构特性及其与站点布置、步行人流分布、建设强度及功能布局 等的关联,考察 TOD 模式下站域空间形态发展的特征及规律,并对存在的问题进行厘定。结果显示：珠江新城 站域街区网格化程度不足,站点与空间组构耦合互动不足;公园前站域街道网络可达性强,集聚人群活动效应明 显,但当前功能布局与空间组构存在不匹配现象;长寿路站域背景网络结构连续均匀,对步行交通出行有利,但 商业功能布局对小尺度组构所牵引的人流利用不足。因此,我国未来轨道交通站域建设应关注空间组构对人车流 的基础决定力量,提高交通站点、功能布局与空间网络形态之间的协同。     

轨道车辆制动电阻的CFD模拟

为准确分析轨道车辆电制动过程中,制动电阻片表面温度场、流场和压力场,考虑了温度对冷却空气热物理性能的影响,建立了制动电阻片的分析模型.分析结果表明,CFD仿真可为制动电阻设计提供指导.     

高速移动荷载作用下CRTSⅡ型板式无砟轨道基础结构动应力分布规律

运用ANSYS软件,建立路堤上的CRTSⅡ型板式无砟轨道基础结构的动力有限元模型,研究不同速度移动荷载作用下轨道和路基动应力的分布和传递规律。结果表明:在不同的轨道和路基层内动应力沿横向的分布规律与移动载荷的速度相关性不大,而与各层距钢轨底面的距离关系很大;轨道板应力沿横向呈驼峰形分布,最大值位于钢轨正下方,钢轨之间应力水平基本一致;路基动应力随深度的增加,在距离钢轨底面1m范围内急速衰减,在1～4m范围内基本呈线性快速衰减,超过4m后衰减较为缓慢;不同位置的路基动应力总体上随着移动荷载速度的增加而增大,在80～350km·h-1的车速范围内具有较为明显的线性关系,而当速度小于80km·h-1或者大于350km·h-1时变化不明显。     

高速铁路水下盾构隧道管片内力分布规律研究

以在建的广深港高速铁路狮子洋隧道为背景,采用自行开发的"多功能盾构隧道结构体试验系统"装置,对大断面宽幅管片衬砌结构在通缝及错缝拼装方式下环向内力的分布规律进行原型试验实测与分析,并对正弯区和负弯区目标管片表面应力的分布进行测试,同时采用数值计算进行对比分析。研究结果表明:通缝拼装管片结构内力沿幅宽的变化很小,而错缝拼装管片结构在不同荷载条件下,内力沿幅宽的分布有所差异,水压越大其差异越小;管片手孔密集区往往会出现应力集中,同等条件下正弯区表面应力状态比负弯区更为不利;管片厚度方向表面应力分布呈显著的非线性变化,高水压使其非线性变化加剧。     

Feedback brake distribution control for minimum pitch

The distribution of brake forces between front and rear axles of a vehicle is typically specified such that the same level of brake force coefficient is imposed at both front and rear wheels. This condition is known as ‘ideal’ distribution and it is required to deliver the maximum vehicle deceleration and minimum braking distance. For subcritical braking conditions, the deceleration demand may be delivered by different distributions between front and rear braking forces. In this research we show how to obtain the optimal distribution which minimises the pitch angle of a vehicle and hence enhances driver subjective feel during braking. A vehicle model including suspension geometry features is adopted. The problem of the minimum pitch brake distribution for a varying deceleration level demand is solved by means of a model predictive control (MPC) technique. To address the problem of the undesirable pitch rebound caused by a full-stop of the vehicle, a second controller is designed and implemented independently from the braking distribution in use. An extended Kalman filter is designed for state estimation and implemented in a high fidelity environment together with the MPC strategy. The proposed solution is compared with the reference ‘ideal’ distribution as well as another previous feed-forward solution.     

不同渗流形态下沥青路面结构动力响应分析

为了研究荷载-渗流耦合作用下不同渗流形态对沥青路面结构各力学场量响应的影响，进一步揭示沥青路面水损害机理，在高水压沥青混合料渗透试验的基础上，采用非线性有限元方法，模拟分析碗形分布动荷载下Forchheimer非线性渗流和达西线性渗流时饱水沥青路面内部各力学场量的变化。渗透试验结果表明：在较高水力梯度下渗流流速-水力梯度关系呈现出非线性特征，不再适用达西定律，而需应用Forchheimer非线性渗流定律描述。数值模拟分析结果表明：2种渗流形态时沥青路面结构内部各力学场量均随着车轮动荷载的作用过程表现出波动性，且孔隙水压力均随着半正弦波型荷载的变化而呈正相关关系；与达西渗流时计算结果相比，非线性渗流时上面层内正孔隙水压力的峰值高49%，沥青面层内水平方向的拉应力、压应力、拉应变的峰值分别高16%、105%、15%，且在路表产生竖向拉应力，孔隙水压力也远高于现场实测值；2种渗流形态时均在上基层底部产生竖向拉应力，在沥青路面内产生的剪应力差别很小。因此，在车轮动荷载作用下，饱水沥青路面内部形成超高孔隙水压力和高流速的非线性渗流，会产生比线性渗流更为严重的水损害，以往基于达西定律的饱水沥青路面动态响应分析低估了车轮动荷载对沥青路面水损害的影响程度。     

基于内聚力模型的夹层玻璃冲击破坏仿真分析

夹层玻璃冲击破坏行为的高精度和高效率仿真分析是汽车行人保护法规评价的重要基础。建立了夹层玻璃板辐射状网格的六面体单元有限元模型,采用ABAQUS软件中的固有内聚力模型描述冲击破坏过程中的裂纹发生和扩展现象,仿真得到的玻璃板裂纹及落锤加速度时间历程曲线与试验结果一致性良好,验证了仿真方法及模型的有效性。考虑了不同单元类型、不同网格分布形式对夹层玻璃冲击破坏仿真精度和计算效率的影响。