外界风速对车辆排风风帽流动阻力影响的研究

通过研究外界风速对排风风帽流动阻力的影响,得到了外界风速变化与排风风帽流动阻力变化之间的关系,可为排风风帽的设计与改进提供参考,以保证车辆通风系统的正常工作。     

堆载作用下桩基受力特性分析

以郑徐(郑州—徐州)高速铁路一特大桥桩侧堆载为背景,采用ABAQUS建立桩-土相互作用有限元模型,研究在不同堆载等级和堆载距离下桩侧摩阻力和桩身轴力的分布规律以及桩顶沉降规律。结果表明:桩侧负摩阻力主要分布在0.57倍桩长范围内,堆载等级越大桩侧摩阻力和桩身轴力越大,负摩阻力最大值出现在0.29倍桩长处,轴力最大值出现在0.52倍桩长处;堆载距离越大桩侧摩阻力和桩身轴力越小,堆载距离大于5倍桩径时,桩侧摩阻力和桩身轴力均明显减小;堆载等级越大堆载对桩基的竖向位移影响越大,堆载距离越大堆载对桩基的竖向位移影响越小。计算结果可以为桩侧堆载控制提供理论依据。     

道床纵向阻力变化对无缝道岔受力与变形的影响

为了进一步研究无缝道岔受力和变形的特点,通过建立模型,利用现场实测数据,计算了道岔直侧股、道床捣固前后、岔区与区间线路的道床纵向阻力.计算得到12号道岔钢轨升温50℃时各部分的受力和变形结果.分析表明:直侧股道床纵向阻力相差越大,直曲基本轨处限位器作用力大小相差越大;道床捣固不密实引起的道床纵向阻力减小,会显著增大道岔各部分受力和变形;岔区道床纵向阻力的变化,相比区间线路道床纵向阻力的变化,对无缝道岔受力及变形影响要大.     

线路纵向阻力形式对桥上无缝线路计算影响

为了研究线路纵向阻力形式对桥上无缝线路纵向力的影响,基于梁轨相互作用原理,采用有限元方法建立了线-桥-墩一体化计算模型,以多跨简支梁为例,分析了常阻力、双线性和幂指数型等不同形式的线路阻力对计算桥上无缝线路时的影响。计算结果表明:常量阻力下计算得到的钢轨伸缩力较双线性及幂指数型阻力要小,且随温度跨度的增加双线性和幂指数型计算结果越来越接近,而常量阻力与两者差别逐渐增大;计算钢轨制动力时,常量阻力计算结果要小得多,且梁轨相对位移较大,已超出我国检算标准;不同钢轨降温幅度下,双线性和幂指数型阻力计算的钢轨断缝值基本相同,但却远小于常量阻力,且钢轨降温幅度越大,差别越大。由此可知,应重视线路阻力形式的选取,尽量由实际测试数据进行拟合,使其能模拟真实的现场情况。     

竖向荷载和弹条扣压力对WJ-8扣件纵向阻力影响试验研究

扣件阻力是无缝线路的关键参数。为研究竖向荷载和弹条扣压力(扭矩)对扣件纵向阻力的影响,以WJ-8型扣件为研究对象,开展不同竖向荷载和扭矩下扣件纵向阻力-位移试验,得到不同工况下扣件纵向阻力-位移变化特征。试验结果表明:(1)扣件滑移之前,扣件纵向阻力-位移关系受竖向荷载的影响不显著;(2)不同竖向荷载和扭矩下扣件纵向阻力-位移关系可用幂指函数进行拟合;(3)扣件滑移阻力随竖向荷载的增加而线性递增,且竖向荷载越大,扣件滑移阻力随扭矩的增加而增加的幅度减小;(4)不同工况下扣件纵向阻力-位移曲线存在滞回效应特性,滞回曲线可采用幂指数型函数拟合得到。     

无缝道岔受力与变形的影响因素分析

基于有限单元法,建立了无缝道岔纵向力与位移的计算模型,根据纵向力、线路阻力、钢轨及岔枕位移的相互关系建立平衡方程组,并采用牛顿迭代法求解。分析了轨温变化幅度、道岔号码、辙叉型式、辙跟型式、道岔群的联结方式、焊接型式、扣件阻力、道床阻力、限位器阻力、间隔铁阻力、线路爬行、铺设锁定轨温差、岔枕抗弯刚度等因素对无缝道岔受力及变形的影响。轨温变化幅度越大、线路爬行量越大、与相邻线路及道岔的铺设轨温差越大,对无缝道岔各部件的受力及变形越不利。而其它因素对无缝道岔位移及纵向力分布各有不同程度的影响,应综合分析,优化设计,才能确保无缝道岔各部件的受力及变形均在容许限度内。     

含水率与含砂率对软黏土电渗透系数的影响试验研究

采用容积500 ml、内径8.65 cm、高8.50 cm底部钻有密集小孔的圆柱形塑料盒,30 V稳压电源、分辨力1 m A的电流表进行试验,探讨含水率与含砂率对软黏土电渗透系数的影响。试验结果表明:在不含砂的情况下,含水率越大电渗透系数越大,单位体积排水能耗快速减小,有利于电渗;含水率30%时土样含砂率越高电渗透系数越大,单位体积排水能耗减小较快,有利于电渗。     

PVA纤维长度与掺量对工程水泥基复合材料性能影响试验研究

采用跳桌试验和抗折抗压强度试验研究了聚乙烯醇(PVA)纤维掺量和长度对工程水泥基复合材料(ECC)流动性、抗折及抗压强度的影响。结果表明:掺加PVA纤维可降低ECC的流动度和坍落度,纤维掺量越大,降低作用越明显;不同PVA纤维长度对ECC流动度和坍落度均有降低作用,但流动度的降低程度与纤维长度无明显相关关系;PVA纤维的掺加对ECC的抗折强度有明显的增强作用,纤维掺量越大,增强效果越明显,纤维越长,抗折强度越大;PVA纤维的掺加对ECC的抗压强度有降低的作用,但是降低程度较小。     

侧阻附加弯矩对桥梁桩基水平承载力影响研究

为研究桩身被动侧竖向摩阻力对大直径桥梁基桩的水平承载特性影响,首先在抗力矩概念基础上分别建立任意桩身横截面竖向侧摩阻力产生的附加弯矩计算公式及其影响下的桩身单元受力微分表达式。基于传递矩阵法及Laplace正逆变换,分别得出考虑侧阻附加弯矩影响时桩身弹性段、塑性段的传递矩阵系数解。结合推导的桩端水平阻力本构模型和给定的迭代求解方法,进而得出考虑桩侧竖向摩阻力影响的桥梁基桩桩身响应解。通过试验对比验证了本文方法的合理性,证明了桩侧竖向侧摩阻力所产生的附加弯矩对桩基水平承载力的影响非常显著。最后开展了附加弯矩参数影响分析,结果表明:不同τ-s曲线作用时桩身最大变形降低幅度变化规律均类似;桩身最大变形降低幅度随着桩侧摩阻力τ-s曲线极限值τu的增加、临界位移su的减小而增加;当长径比Lb/d≥4时,可忽略桩端水平阻力的影响;当Lb/d≥10时,可忽略侧阻附加弯矩效应的影响;长径比相同时,桩径越大,相应的初始阶段最大位移降低幅度也越大。     

高速铁路采空区桩板结构复合路基受力机理数值模拟

桩板结构在国内多条高速铁路软土和黄土路基中已得到广泛应用,但该结构用于处理路基采空区的研究成果不多。以合肥至福州高速铁路采空巷道上方车站桩板复合路基为研究对象,数值模拟分析路基的受力机理。研究表明:桩身轴力呈上大下小变化趋势,所有桩均为端承摩擦桩,穿过采空巷道的桩在采空巷道范围内轴力保持不变;所有桩桩侧摩阻力都呈现出先增大后减小的趋势,桩的侧摩阻力分布重心下移,穿过采空区的桩侧摩阻力分布重心要比未穿越采空区的桩要深,桩身越长侧摩阻力所占承载力比例越大;采空区复合路基的桩土应力比要比软土路基的小。     

热管--一种高效实用的散热方法

任何电子器件冷却的热电路都是由3个最基本的热阻组成的:结-壳热阻Rj-c;壳-散热器热阻Rc-s和散热器至周围介质的热阻Rs-a.为降低这些热阻的临界值,许多工程师费尽心血.文章讨论采用热管有助于降低热阻Rs-a至最小值.散热器至周围介质的热阻是由传导、对流/辐射和被加热的冷却介质形成的3个热阻组成的.典型的风冷散热器中,空气温升的热阻是通风量的直接函数,对流热阻是散热表面积的函数,传导热阻是散热器材料的热导率和几何尺寸的函数.热管能把传导损耗降至最小值,它允许加大散热表面,而且使给定风速下的流量最大,从而有效降低散热器的3个主热阻.文章讨论了能降低风冷散热器热阻的热管.     

空调导流罩对列车气动阻力影响的研究

对空调导流罩的原始结构进行了外流场分析,得到了在350 km时速下原空调导流罩的外表面压力分布和速度场分布,通过对速度的流向分析,对空调导流罩的外形结构进行了优化。利用风洞试验对优化前后2种方案进行了气动阻力系数对比,结果表明,优化后的空调导流罩使头车的气动阻力减小了2.6%,改善了车辆的空气动力学性能,并为高速列车空调导流罩的基本造型设计提供了理论依据。     

高速动车组新风系统优化

采用数值模拟和实车试验的方法,分析了列车运行时车辆端部风挡区域的压力变化及流场分布情况;将CRH2-300动车组纸滤结构进风口改为端部进新风装置,并对2种新风结构的风量、进风阻力和端部新风系统的动静态新风最、客室含尘量进行了测试;从风量、进风阻力、维护工作量、运营成本等方面对比发现端部新风系统明显好于纸滤结构,最终确定并优化了端部新风系统.     

降低铁道车辆空气阻力的技术

探讨了降低新干线,尤其是既有线车辆空气阻力的思路和研究方法。现车试验表明,采用该研究方法可使700系比300系车辆的空气阻力降低15%,使既有线车辆(120km/h)的空气阻力降低20%。     

IGBT模块与散热器接触界面气隙对散热的影响研究

IGBT模块与散热器接触界面使用导热硅脂来降低接触热阻,在轨道交通领域,由于运行环境的频繁振动和温度循环,使硅脂可能发生挥发、流失或干涸,从而在接触界面产生气隙,使传热条件恶化。文章通过数值仿真以及热性能试验2种方法,研究界面气隙对IGBT模块结温和壳温的影响。结果表明,在硅脂气隙产生的初期,气隙对IGBT结温的影响较小;随着气隙扩大,则会使结温明显升高,导致IGBT模块寿命降低,甚至使IGBT模块迅速损坏。     

动车组冷却系统风机类负载功耗特性分析与研究

通过对风机类负载的控制方法、风机功耗与系统阻力及空气流量的关系、风机功耗的影响因素的分析,提出了动车组冷却及通风系统风机的设计注意事项.     

城轨列车隧道空气附加阻力快速计算公式的改进

随着城轨列车运行速度的增加,在隧道工况条件下的气动阻力逐渐成为主要的行车阻力。现有常用的隧道空气附加阻力计算条件参数单一,从而存在一定的计算误差,为城轨系统能耗分析及系统优化带来困难。本研究在隧道空气附加阻力影响因素研究的基础上,以数值模拟的方法,对城轨列车在隧道工况条件下的运行情况进行模拟,通过对大量模拟计算结果的拟合,提出了计算精度更高的城轨列车隧道空气附加阻力计算修正公式。     

基于NURBS理论的列车曲面优化方法

在CATIA软件环境中应用NURBS理论完成对CRH1A型动车组三维曲面的建模,使用ICEM CFD软件生成网格,再使用FLUENT软件对其外部流场进行数值计算,分析CRH1A型动车组气动特性后,发现其驾驶室由于曲率过大等因素引起的阻力大、尾流紊乱程度大等问题,因此采用传统的建模方法重新设计列车流线型外形并进行相应的气动特性计算与分析。对照后得出两者的空气阻力头尾车受到的空气阻力所占比例最大,整列列车空气总阻力主要表现为空气压差阻力,重新设计后的列车空气阻力相比CRH1A减小了12.16%。最后比较分析了两种建模方法各自的优缺点,并且提出了根据模型曲面复杂程度选择建模方法的一般性原则。     

铁路隧道射流与洞口风道组合式通风效果分析

射流风机与洞口风道组合通风效果一直是学术界和工程界关注的关键科学问题,在长度超过5km的内燃牵引隧道中,射流风机并未有效阻止风流从洞口隧道内流出,未达到设计通风效果。采用CFD计算软件FLUENT建立三维非线性力学模型,研究洞口射流风机安装断面连接方式、轴流送风口风速、射流风机台数关键因素影响效果。射流风机安装处设置渐变过渡段后,风机吹出的风流可以平稳的进入隧道,从洞口引入新风效果明显;在同样的风量下,送风口风速不同,产生阻力也不同,对洞口端引入新风产生影响,设计中应适当降低送风口风速;在洞口设置同样的射流风机,轴流送风道送入的风量不同,洞口端隧道内风流的状态不同,当送风量大到一定程度时,将产生洞口段隧道风流流出,设计中洞口射流风机的台数应根据送风道的送风量进行调整。     

杭州南站幕墙受过站列车风影响的数值模拟分析

分析高速列车过站时列车风对站台上方幕墙的影响,采用CFD数值模拟方法,结合"动网格"技术,对列车高速过站风环境进行数值模拟,给出高速列车开始驶入、完全驶入和驶离车站时,站台区域幕墙受列车风影响的变化情况。对列车风的影响进行定量评估,研究结果表明:过站列车通过产生的流场对站内风速影响较小,不会对乘客造成安全问题,但该流场对幕墙产生一定的力作用。结论为列车风侧向影响范围最大处出现在头部顶端;列车经行的最不利工况为单线同时对开。