地铁扣件轨下调高对T型螺栓的影响分析

针对一地铁路段的螺栓弹条扣件系统调高后的适应性问题,基于非线性有限元理论建立Ⅱ型弹条扣件系统关键零部件的三维实体有限元模型,计算不同地段下扣件系统的动态荷载,分析不同轨下调高量下T型螺栓的受力规律。研究结果表明:在动态荷载作用下,T型螺栓主要受螺母拧紧力矩和轨下调高量的影响;随着轨下调高量的增加,T型螺栓根部最大等效应力显著增加;应尽量避免T型螺栓出现塑性变形,且须保证一定安全余量。在正常螺母拧紧力矩条件下,建议轨下最大调高量在半径小于600 m的曲线地段不超过15 mm,一般地段不超过30 mm。     

城市轨道交通列车车钩螺栓连接有限元仿真分析

以城市轨道交通列车车钩装置的高强度螺栓为研究对象,建立了整个车钩螺栓的三维装配模型。利用Abaqus软件建立了完整的、与实际相符的车钩螺栓接触非线性有限元仿真分析模型,并在模型中考虑了材料的弹塑性及接触非线性等因素。通过仿真分析获得了车钩螺栓的应力及应变大小,并分析比较了螺栓预紧力大小及金属垫片使用方案对车钩螺栓应力的影响。     

高速动车组砂箱连接螺栓的强度评估

文章通过有限元方法模拟仿真高速动车组砂箱及其与车辆的连接，并根据车辆运行工况得出螺栓的各种连接载荷．再根据VDI2230标准对连接螺栓进行强度评估，以验证设计的合理性和可靠性。     

基于精细化有限元的钢桁梁桥节点高强螺栓连接受力性能

本文针对常泰大桥北接线大跨径钢桁梁桥节点连接方式,采用精细化有限元方法建立高强螺栓连接试件分析模型,探究在单向拉伸作用下螺栓和钢板的受力性能。根据相关文献试验结果,利用荷载-位移曲线分析高强螺栓连接试件轴向拉伸静摩擦阶段、滑移阶段和承压阶段三个阶段受力特征,并验证有限元模型的准确性;采用有限元仿真方法,研究钢材等级、摩擦系数、预拉力和螺栓缺失对高强螺栓连接试件抗剪承载力影响;基于强度包络法,给出螺栓连接强度的计算方法。     

索支撑桥梁钢主塔节段现场连接形式

在分析4种常用钢塔柱现场连接形式优缺点及适用性的基础上,以南京长江三桥为例,对索支撑桥梁钢主塔节段现场连接形式进行研究。通过整体结构有限元分析得出主要荷载工况下节段现场接头处钢塔柱的内力,并根据内力结果对"端面金属接触 张拉型长螺栓并用接头"形式进行构造设计和计算,得出该接头形式在1个节段连接处的具体工程数量:Φ30张拉型长螺栓64套,水平抗剪用M24高强螺栓120套,钢板用量11.2 t。与"端面金属接触 高强度螺栓并用接头"相比,"端面金属接触 张拉型长螺栓并用接头"的用钢量虽然略有增加,但其景观效果、施工性及涂装耐久性均良好,是一种很有竞争力的钢塔节段现场连接形式。     

新型轨检小车整体车架结构设计与分析

基于传统T型轨检小车车架存在着装配繁琐、稳定性不足、刚度差的缺点,设计一种新的Y型车架结构,该车架的主体结构采用一体成型技术,整体重心降低45mm,提高装配效率与使用寿命的同时使轨检小车在推行过程中稳定性更好。通过对新Y型车架横梁连接螺栓的强度校核,验证其螺栓连接的可靠性,并根据新Y型与传统T型车架的ANSYS Workbench有限元分析结果得出,新Y型车架刚度显著提高。     

CRH2010A综合检测车测力车轮与钢轨滚动接触弹塑性分析

运用非线性有限元分析软件ABAQUS,考虑通过直线、曲线线路和道岔3种工况,建立CRH2010A综合检测车的测力车轮与钢轨的三维滚动接触有限元模型,进行不同工况下测力车轮与钢轨的滚动接触特性及车轮辐板和轴毂的受力分析。结果表明:测力车轮的滚动接触特性与动车车轮相似;通过直线线路且轮对横移量为8mm时,产生轮缘效应,车轮磨损加剧;通过曲线线路时,左侧车轮与钢轨出现两点接触中心区;通过道岔时,左侧车轮与长心轨均发生塑性变形,车轮和钢轨的磨耗加剧;轴毂的过盈连接对轮轨接触特性的影响,远小于其对轴毂连接区域和辐板加工区域应力的影响;在这3种工况下测力车轮均满足静强度要求。     

摩擦型多排高强度螺栓连接分析

研究目的:为了明确摩擦型多排高强度螺栓连接传力性能、接头折减系数和极限状态,通过模型试验、接触单元有限元计算和理论分析进行相关的研究。研究结论:研究结果表明:摩擦型多排高强度螺栓连接各栓传力特性取决于外荷载、接触面状况、等效截面刚度等因素,多排螺栓连接的承载能力极限状态以首尾两排螺栓处芯板与拼接板接触面上滑移量达螺栓与栓孔间的设计空隙值、头排螺栓承剪孔壁承压作为判定指标;长列摩擦型高强度螺栓接头头尾排螺栓传力比最大;实桥栓接节点极限承载力满足设计要求。     

连挂车辆几何曲线通过计算

采用车辆动态包络线计算方法,得到车体在转向架中心销位置的横向和垂向偏移量。采用几何计算结合绘图法,得到车辆通过不同曲线时的姿态。以前后两车间车钩长度为变量,迭代得到设定的车钩长度,从而确定并绘制出前后连挂车辆的姿态。得到车钩摆臂角、风挡折角等参数,通过作图法可以得到车间连接件的姿态以及车间距离。分析了车辆连挂状态通过圆曲线、S型曲线等工况下,车辆处于曲线不同纵向位置时,最大车钩摆臂角及极限车间距。从分析结果可见,在相同的曲线半径下,车辆连挂通过圆曲线时达到车间极限距离;通过S型曲线时达到车钩最大摆臂角。车辆在曲线上的纵向位置对车间连接姿态影响很大。     

有限元法研究空气弹簧参数对横向特性的影响

用非线性有限元分析技术研究了由多层正交各向异性复合材料构成的铁道车辆用空气弹簧的非线性特征，分析了大变形几何非线性工况下胶囊与金属裙板接触形成的非线性接触问题，讨论了空气弹簧各参数组合对空气弹簧横向特性的影响。     

螺栓临时铰在单向力作用下受力模式分析

螺栓临时铰是大跨度悬索桥加劲梁施工中的一种临时连接构件,避免了传统大铰提前制作、安装并参与梁段预拼的麻烦。目前,螺栓临时铰连接件的相关分析匮乏,为了分析其传力和变形模式,利用ABAQUS建立考虑接触非线性、材料非线性的临时铰实体模型,根据单向力作用下的平衡与变形协调条件,建立最不利螺栓剪力计算公式,并通过实桥工程验证其可靠性。研究结果表明:轴力和剪力作用下本文公式和有限元计算结果的相对误差在5.0%以内,弯矩作用下的误差在10%以内,而规范计算方法的相对误差均在25.0%以上。该计算方法的建立,有利于了解螺栓临时铰的传力规律并可在钢桁梁悬索桥实践中推广应用。     

基于宏观建模方法的胶合木-钢夹板螺栓连接数值模拟

为解决胶合木-钢夹板螺栓连接三维有限元模型计算效率低、收敛性差的问题,采用一种有限元宏观建模方法进行胶合木-钢夹板螺栓连接的模拟,该方法通过非线性一维单元的组合,从而简化连接节点性能的有限元计算。同时,结合胶合木-钢夹板螺栓连接件抗剪性能试验,建立各连接节点的宏观模型和传统三维有限元模型。通过对比试验结果与宏观模型的计算结果,来验证该有限元宏观模型的计算效率及计算精度。研究结果表明:胶合木-钢夹板螺栓连接的宏观模型与连接件抗剪性能试验的荷载-滑移曲线是一致的,该宏观模型能够正确反映胶合木-钢夹板螺栓连接节点的剪切性能、滑移特性、滞回性能、刚度退化和失效特性。相比传统三维有限元计算方法,有限元宏观模型的计算成本相对较低,且收敛性较好。有限元宏观建模方法可有效提高具有大量连接的复杂结构非线性分析的计算效率。     

HX_D2型电力机车主变流柜柜体结构强度校核及优化

主变流柜是HX_D2型电力机车电传动系统的重要组成部分,柜体结构强度和振动特性影响柜体内电气元件的使用性能。设计柜体时,运用有限元软件ANSYS进行分析。在有限元建模过程中采用绑定接触多点约束方法,模拟柜体板件间的铆接和螺栓连接。依据GB/T 21563—2008 《轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验》规定,考核柜体在惯性载荷下的强度时,对大于材料屈服极限的区域,优化结构,并通过Neuber公式重新核算,保证柜体在实际运用过程中的安全性。     

普通轨与槽型轨对现代有轨电车小半径曲线通过能力的影响

为研究不同类型钢轨上有轨电车的小半径曲线通过能力,基于多体动力学理论,建立了四模块低地板现代有轨电车仿真模型。在模型中考虑CHN60钢轨与60R2槽型轨的影响,并依据规范设置了3条小半径曲线线路,最后以车辆脱轨系数和轮重减载率为评价指标,对有轨电车小半径曲线通过能力进行评价分析。结果表明:两种钢轨上的有轨电车非线性临界速度均能满足车辆运行要求,且运行在CHN60轨上的车辆具有更好的非线性运动稳定性;在小半径曲线线路上运行时,60R2槽型轨上的车辆具有更好的稳定性,且槽型轨断面具有一定的护轨功能,因而在有轨电车钢轨选型上,建议使用槽型钢轨。     

高速铁路接触网电连接线夹优化方案研究

对现有C型承力索电连接线夹和E型接触线电连接线夹进行有限元分析,针对工程实践中存在的问题,对新型承力索电连接线夹和新型接触线电连接线夹进行了结构及功能优化,提高了电连接线夹的服役性能。     

盾构管片预埋槽道受力性能分析

盾构管片预埋槽道技术近年来逐渐在轨道交通工程中得到应用,但对于区间内管线及设备如接触网、疏散平台等具体安装方式及槽道螺栓的受力性能鲜有报道,尤其随着大直径管片(直径6 m及以上)应用的增多,高净空下接触网的安装方式一直是争论的焦点。提出预埋槽道T形螺栓固定点的最大单点工作荷载为8 kN,对接触网、疏散平台等盾构区间内管线与设备的安装方式及受力特点逐一进行探讨,重点研究高净空下接触网的安装难题;然后在现场拼装完成的管片上对槽道及T形螺栓进行拉拔、剪切试验。经分析,接触网螺栓受力最大,但满足工作荷载限值要求;通过试验验证了在接触网专业要求的3倍工作荷载条件下,槽道不变形、管片不开裂,在实践层面上进一步证明T形螺栓工作荷载及管线与设备的安装方式的合理性。     

钢梁长圆孔螺栓变形性研究

长圆孔高强螺栓连接不同于普通的螺栓连接,它可以有效改善所连接钢梁的纵向变形性能,避免次弯矩的产生,从而降低梁体的应力应变。长圆孔螺栓的工作性能跟钢梁翼缘与垫块之间的摩擦有密切的联系,摩擦越严重,越不利于梁端的纵向移动。除了跟摩擦有关外,外力荷载,温度荷载,车辆冲击荷载等也会影响钢梁的纵向移动。本文首先根据钢梁端长圆孔变形受力机理提出了长圆孔高强螺栓变形的计算公式,然后结合有限元模拟分析对变形性能做了进一步的分析和验证,最后对现役钢桥中的长圆孔螺栓连接进行了试验研究,并对长圆孔螺栓变形工作性能进行了实际评估。     

大功率机车轮轨接触应力计算分析

轮轨关系是大功率机车车轮国产化的重要研究内容。轮轨接触应力分析是轮轨接触问题的基础。大功率机车轮对在运行过程中相对钢轨断面产生不同横移,直接影响轮轨接触应力。应用轮轨非线性接触理论及并行计算技术,构建大功率机车轮轨接触应力分析的大规模有限元模型,并在中国科学院研究生院计算地球动力学实验室的网络集群并行计算环境下完成有限元计算,研究了轮对横移量对大功率机车轮轨接触应力影响。计算结果表明,轮对不同横移时,车轮踏面内均出现塑性变形,塑性变形从车轮踏面内约6 mm处延伸至接触表面。轮轨接触斑的横向长度与接触面积随轮对横移量的变化有着相同的变化规律。随着横移量的改变,多数情况下的轮轨接触斑形态与Hertz理论的椭圆假设有较大差别。     

广州地铁5号线增购车辆制动夹钳螺栓断裂分析

广州地铁5号线部分增购车辆的制动系统首次采用了适用于直线电机车辆的JCP型制动夹钳单元,但该制动夹钳单元在运用过程中出现了偏心轴螺栓断裂导致制动不缓解的故障。从制动夹钳偏心轴螺栓强度、材质等方面分析了故障发生的原因,提出了解决方案。5号线增购车辆制动夹钳优化后,整体运行情况良好,未出现制动夹钳偏心轴螺栓断裂的情况,验证了整改措施的有效性。     

螺栓连接结构接触面刚度仿真分析

螺栓连接结构中存在很多接触面,接触面的特性是影响结构整体特性的重要因素,因此对螺栓连接结构接触面进行研究具有重要意义。以探究螺栓连接结构接触面刚度为目标,通过建立带防松垫圈的螺栓连接结构,提取特殊接触面间的接触刚度;建立带有实际螺纹结构的螺栓连接结构有限元模型,通过对螺母施加不同的扭矩来模拟螺栓预紧力的变化;采用显式动力学方法对螺栓拧紧过程进行分析,通过预紧力与变形量之间的关系计算不同预紧力下防松垫圈与被连接件这种特殊接触面之间的接触刚度,结果表明接触刚度呈非线性变化。