柔性轮对及车轮多边形对高速铁路轮轨系统动力响应的影响

基于刚柔耦合动力学理论建立柔性轮对车辆-轨道刚柔耦合动力学模型,结合现场实测轴箱加速度验证了模型的可靠性。采用谐波叠加法模拟车轮多边形,对比了有无车轮多边形对轮对振动加速度的影响。在此基础上,分析了车轮多边形参数（如多边形阶次、幅值变化）对轮轨系统振动的影响。结果表明,车轮多边形将导致柔性轮对垂向加速度显著增大;与刚性轮对模型相比,柔性轮对及转向架的垂向加速度显著增大,此时多边形激振频率（674 Hz）成为影响其垂向振动的主要因素;轮对垂向加速度随多边形阶次的增加先增大再减小,当车轮多边形阶次为20阶时,轮对垂向加速度达到最大值;钢轨垂向加速度随多边形阶次的增加而增大;轮对垂向加速度、钢轨垂向加速度随多边形幅值的增大而增大。     

钢轨打磨对轮轨作用的影响

介绍钢轨打磨的理论基础和必要性 ,阐明钢轨打磨能综合提高轨面平顺度 ,改善轮轨接触 ,取得轮轨间连续均匀接触的效果。     

移动质量速度对钢轨动力响应的影响

为了研究移动质量速度与受载钢轨变形之间的关系,针对现有轮轨系统监测实验台物理模型,建立弹性点支撑的轮轨系统力学模型;结合钢轨的边界条件和荷载类型,采用振型叠加法对钢轨力学模型的振动方程求解,用MATLAB对移动质量从10～70 km/h不同速度下的钢轨动力响应进行分析,初步得出钢轨随移动荷载速度的变形规律:钢轨的变形随着移动质量速度的增大而减小,并通过实验对仿真规律进行了验证。     

基于轮轨动力响应的地铁波磨地段钢轨打磨限值研究

为明确曲线波磨地段地铁列车的降速原则与钢轨打磨限值,利用多刚体动力学软件UM建立车辆-轨道耦合模型,分析不同运行速度及波磨状态下的轮轨系统动力响应,从而明确波磨情况下的安全车速与不同波长下的钢轨打磨标准.研究结果显示:钢轨短波波磨会导致轮轨动力响应发生较大变化,致使车辆脱轨风险增大,运行安全性降低;波磨线路应降速至80...     

钢轨打磨处理对轮轨型面匹配及轨道振动响应特征影响

为研究不同钢轨打磨处理和轮轨型面匹配对轨道结构振动特性影响,以国内某型号动车组和CRTSⅢ无砟轨道板为对象,基于车辆-无砟轨道-路基耦合系统动力学,借助于Ansys和UM软件建立动力学模型,分析不同速度下轮轨型面匹配对轨道板振动特性的影响.结果表明:轮轨型面磨耗会对接触特性产生显著影响,从单点接触变为多点接触,等效锥度...     

道床刚度对钢轨接头动力响应影响研究

有砟轨道在施工阶段存在大量的钢轨接头会加剧轮轨间冲击和振动,造成钢轨伤损,影响轨道平顺性,不利于工程车辆行车安全,合理的道床刚度能减缓钢轨接头处轮轨间的冲击作用,改善临时轨道结构的受力和变形。基于多体动力学理论,以21 t轴重平车为研究对象,建立车辆-钢轨接头耦合动力学模型,研究钢轨接头区轮轨动力响应,分析道床刚度对轮轨冲击的影响规律。结果表明：钢轨接头区的轮轨冲击较为显著,其轮轨垂向力比非接头区增大约1.4倍。随着道床刚度增加,轮轨垂向力呈非线性增加趋势,钢轨和轨枕的垂向加速度和垂向位移均呈减小趋势,道床刚度为170 kN/mm时,轮重减载率最大值为0.63,接近我国规范的允许限值0.65;道床刚度小于45 kN/mm时,钢轨和轨枕的位移均超出了我国规范允许值（2.5 mm和2.0 mm）。因此,施工阶段应对道砟进行合理的捣固,宜将道床刚度控制在45～170 kN/mm。     

用简化模型分析轮轨系统横向动力响应

根据轨道结构轮轨相互作用特点，建立了冲击荷载作用下轨道结构横向振动简化模型，在一系列假定的基础上，利用MATLAB的Simulink语言编制轮轨动力作用程序，通过改变钢轨扣件横向刚度和道床横向刚度，观察其对轮轨系统横向振动特性及钢轨磨损的影响。结果表明：对曲线地段轨道结构横向刚度进行合理取值，能有效地降低轮轨相互作用以及延缓轮轨磨损。     

槽型轨及普通钢轨对独立轮对轻轨车辆轮轨动力特性的影响

通过建立车辆-轨道动力学模型,对槽型轨及普通钢轨条件下,车辆曲线通过时的轮轨动力响应进行了仿真计算及对比分析.对比分析表明虽然Ri60轨条件下的轮轨横向力及脱轨系数较大,但由于其断面类型决定了其具有护轨功能,对于确保车辆安全有利;Ri60轨与CHN50轨条件下的轮轨磨耗基本相当,但槽型轨有利于轨道做铺面或绿化,因此对于敷设方式以地面为主的轻轨系统,采用槽型轨较为合理.     

水平位移加载方式对铅芯橡胶支座力学性能的影响

对铅芯橡胶支座进行了压、剪力学性能试验,研究了不同水平位移加载顺序和加载频率对支座力学性能的影响。结果表明:水平位移递增加载时支座的屈服力、屈服后刚度、水平等效刚度和等效阻尼比均大于递减加载时支座的性能,随着支座剪切变形的增大,加载顺序对支座屈服后刚度和水平等效刚度的影响逐渐减小;水平位移加载频率较小时,加载频率对支座力学性能有一定的影响,随着加载频率的增大,加载频率对支座力学性能的影响逐渐减小。     

高速列车运行对铁路简支箱梁空气动力特性的影响

列车—桥梁系统的空气动力特性不仅受组合断面上的气动绕流影响,而且在顺桥向列车对桥梁的影响还呈现出非均匀性及动态变化。以高速列车通过铁路双线32 m简支梁桥为例,分析头车前35 m至尾车后35 m范围内的桥梁三分力系数变化规律,得到了高速列车运行对该型桥梁不同位置断面空气动力特性的影响规律。研究发现,在任意时刻列车对铁路桥梁的空气动力特性影响都可划分为覆盖区、过渡区和无影响区3个区段,且随着列车在桥上的运行,列车对桥梁的影响区域在动态变化。提出了一种移动窗口模型方法来动态更新桥梁不同部位的气动力系数。该方法真正实现了列车—桥梁系统的动态气动耦合,能够更为精确地模拟风—车—桥系统耦合分析中的动态风荷载。     

减水剂对半水脱硫石膏现浇墙体材料性能的影响

为了拓宽脱硫石膏的利用途径,选取萘系高效减水剂(NF)、聚羧酸系减水剂(HC)、木质素磺酸钠减水剂(SM)对半水脱硫石膏现浇墙体材料进行改性研究。试验结果表明:SM对半水脱硫石膏凝结时间影响不大,对提高石膏强度的效果与HC及NF相比不明显;NF使得半水脱硫石膏流动性较差,不适合作为减水剂;HC对凝结时间影响较明显,对半水脱硫石膏强度提高较多,但随其掺量的增加也会产生一些不利的影响。综合考虑减水剂对墙体材料制备过程的初、终凝时间,减水率和扩展度,抗折、抗压强度的影响,选择HC作为半水脱硫石膏现浇墙体材料的减水剂,最佳掺量约为0.5%。     

再生粗骨料品质和取代率对再生混凝土收缩性能的影响

采用再生粗骨料取代天然粗骨料(取代率z=0,50%,100%),研究再生粗骨料品质和取代率对再生混凝土收缩性能的影响。结果显示:简单破碎再生粗骨料混凝土的收缩率随着z的增大而增大,与普通混凝土相比,60 d收缩率增大14.8%~55.8%,即收缩性能劣于普通混凝土;一次颗粒整形再生粗骨料混凝土的收缩率随着z的增大变化很小,其收缩性能与普通混凝土接近;二次颗粒整形再生粗骨料混凝土的收缩率随着z的增大而减小,与普通混凝土相比,60 d收缩率减小了2.8%~14.6%,即收缩性能优于普通混凝土。     

加载波形对钢桥典型构造细节疲劳性能的影响

对既有铁路钢桥构造细节进行梳理分析,选择十字形焊接接头、盖板端焊缝、U肋纵向角焊缝等典型的构造细节,研究其在不同加载波形条件下的疲劳性能。首先,根据三种典型构造细节在实桥中的受力特征和实验室加载条件,设计能够反映实桥受力特征的试件,建立有限元模型,验证试件设计的合理性,掌握试件的应力分布状态和应力集中程度。然后,开展矩形波和正弦波加载条件下三种典型构造细节的疲劳试验。最后,对三种典型构造细节的疲劳试验结果进行分析,掌握了加载波形对于构造细节疲劳性能的影响程度,可为我国铁路钢桥的设计和评估提供依据。     

钢轨在动载荷作用下的动应力响应特性分析

为寻找钢轨在车轮动载荷作用下的最大动应力响应点,确定轨道超偏载检测传感器的合理安装位置。利用轨道弹射实验台提供的模拟轨道,运用非线性有限元分析软件ABAQUS,建立包含轮轨接触关系的模拟轨道有限元模型,分析研究钢轨在车轮移动载荷作用下的动应力响应规律。同时通过实验验证有限元分析的结果。通过有限元分析与实验分析得到钢轨侧面上的应力分布与变化规律研究。研究结果表明:钢轨在车轮动载荷作用下,在钢轨侧面上沿钢轨横截面法向正应力响应最大,最大应力响应点在钢轨跨中最上方,将轨道超偏载检测传感器安装在最大应力响应点附近可显著提高信号的信噪比。     

曲线尖轨线型对其磨耗特性影响的研究

为解决曲线尖轨使用寿命短的技术难题,研究并实践了直曲组合型曲线尖轨技术。新尖轨采用相离半切线型,前端直线段长度为5 439 mm,是原曲线尖轨前端直线段长度的2倍。重载车辆—道岔动力学仿真计算结果表明,该设计可显著减小列车顺向出岔时作用在尖轨前端的横向力及磨耗指标,从而改变尖轨磨耗特性,延长尖轨使用寿命。尖轨磨耗和寿命观测试验表明:新尖轨最大磨耗发生在尖轨宽60~70 mm断面,使用寿命是传统曲线尖轨的3~4倍,表现出和传统曲线尖轨不同的磨耗特性。     

轮轨系统动力学分析程序的并行算法研究

对原有轮轨系统动力学串行程序的结构进行了剖析,提出了多种并行处理方法。针对轮轨系统振动方程组系数矩阵的特点,采用循环带状划分、计算与通信重叠、合并通信等技术编制了并行计算程序,曙光2000机上的数值试验表明LU分解法具有较高的加速比,WZ分解法具有较快的计算速度。并行计算技术拓展了轮轨系统动力学理论的应用范围。