悬挂式单轨简支梁风车桥耦合动力分析

研究目的:悬挂式单轨梁梁部活恒载荷比大、宽跨比小,具有结构刚度小、阻尼比小等特点,易发生风致振动,从而影响悬挂式单轨列车乘坐舒适性、结构耐久性及安全性.本文采用ANSYS软件建立桥梁模型,在SIMPACK软件中建立车辆模型,对车辆和桥梁子系统施加静风力和脉动风力,建立风车桥耦合动力系统.以某悬挂式单轨双线7跨30 m简...     

地震作用下悬挂式单轨车桥系统动力性能分析

为研究地震对于悬挂式单轨车桥系统运行安全性和平稳性的影响,以成都双流悬挂式单轨交通试验线为对象,基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立悬挂式单轨车辆-轨道梁桥耦合动力学模型,将地震波以大质量法输入系统,研究不同地震动强度以及车辆不同运行速度对于悬挂式单轨车桥系统振动响应的影响。结果表明:随地震动强度增大,悬挂式单轨车桥系统各振动响应均近似呈线性规律增加,桥墩墩顶和跨中横向振动加速度受地震动强度影响明显,变化幅度较大,车体和跨中垂向振动加速度随地震动强度变化较小;随列车运行速度增大,悬挂式单轨车桥系统各振动响应增加幅度较小,走行轮轮载变动系数受行车速度影响较大,变化幅度较大;当地震动强度大于0.2g时,轨道梁跨中垂向相对位移变形较大,车体运行振动强烈;当列车运行速度大于40 km/h时,走行轮轮载变动系数大于0.65。     

悬挂式单轨小半径弯桥风-车-桥耦合动力分析

悬挂式轨道交通是一种新型的中、低运量的城市轨道交通运输系统,结构轻盈、美观,恒活荷载比较小。近年来在国内应用广泛,悬挂式轨道交通车体为下摆结构,受风荷载影响较大,有必要进行风-车-桥模型耦合振动研究。结合有限元软件Ansys、Fluent以及多体动力学软件Universal Mechanism建立了半径100 m、跨径20 m曲线梁桥风车桥耦合分析模型,对比分析列车在离心风以及向心风作用下车体及轨道梁的动力响应差异。并通过平稳性指标对列车过桥情况进行判断。结果发现,横风对于车体横向平稳性影响较大,随着风速增加,车体横向平稳性系数逐渐增高,平稳性降低。对于风-车-桥而言,离心风较向心风更加加剧了桥梁以及车辆的动态响应。相同风速下,离心风荷载作用相较于向心风荷载作用,桥梁动位移最大值增大约36%;列车平稳性系数也增幅明显,增大10%~20%。     

风力作用下悬挂式单轨车辆-桥梁系统耦合振动仿真研究

悬挂式单轨交通系统主梁通常为下开口钢箱梁,结构刚度小,车辆在风力作用下易发生横向摆动,从而影响结构安全性和乘车舒适性。以某旅游专线项目 30 m 跨度简支段为工程背景,进行不同风速和不同车速下的动力响应仿真分析。采用有限元软件建立桥梁模型,采用多体系动力学软件建立车辆和轨道模型,将车辆、轨道系统和桥梁系统作为一个完整的系统进行联合仿真计算。采用 CFD 软件计算桥梁和列车的静力三分力系数和风荷载,并将静风力叠加到模型中形成风-车-桥耦合振动模型。计算结果表明,桥梁的横向动位移和竖向动位移随风速的增大而增大,横向位移变化更加明显,但随车速的增大,动位移变化不明显;车辆的平稳性随风速和车速增大而逐渐降低,车辆的横向平稳性对平均风更加敏感;所有工况中,车辆的竖向和横向 Sperling 系数最大值分别为 2.49 和 2.62,表明运行车辆具有良好的平稳性。基于通用有限元软件和多体动力学软件进行风车桥耦合动力分析的联合仿真方法是可靠高效的;研究成果可为悬挂式单轨交通系统的抗风设计与应用提供参考。     

悬挂式单轨车辆曲线通过性能分析

分析悬挂式单轨车辆的转向架结构及组成,建立相应的SIMPACK动力学仿真模型,总结悬挂式单轨车辆通过曲线时的受力分布和力矩平衡公式。应用控制变量法分别研究曲线通过速度、导向轮轮轨间隙和导向轮径向刚度对车辆曲线通过性能的影响。仿真结果表明,导向轮径向载荷随曲线通过速度和导向轮轮轨间隙的增大而增大,随导向轮径向刚度的增大而减小。其中,导向轮轮轨间隙对构架的横向加速度影响较大,对车体横向加速度影响较小。     

悬挂式单轨车辆摇枕强度分析

在国内尚无有关悬挂式单轨转向架摇枕强度计算标准的情况下,结合EN 13749、UIC 515相关标准规定,以及悬挂式单轨转向架摇枕工作特点,分析出悬挂式单轨转向架摇枕的加载种类和加载条件,设计出模拟超常工况和运营工况的载荷组合。通过大型有限元计算软件ABAQUS对悬挂式单轨转向架摇枕进行了静强度分析计算,计算结果表明:摇枕承受应力最大位置为其内部加强筋与下底板焊接处。最后利用Goodman疲劳极限图对其进行疲劳判定。计算结果表明:悬挂式单轨车辆摇枕整体结构满足静强度以及疲劳强度要求。     

悬挂式单轨车辆制动盘模态分析

由于制动盘制动时产生的振动会造成制动噪声和闸片与制动盘之间的接触不均匀,因此研究制动盘的振动特性对于分析整个制动系统的工作性能具有重要的意义。以日本千叶县0系悬挂式单轨车辆为基础,建立制动盘以及制动闸片的实体模型,进行了自由模态和约束模态的有限元分析,得到了制动盘和制动闸片的前8阶固有频率,分析了两者的振动特性,为制动系统未来的优化和改进提供了理论依据。     

悬挂式单轨列车关键悬挂参数研究

采用大型多体动力学软件Universal Mechanism建立悬挂式单轨列车系统动力学模型,模型中考虑了各减振器、弹簧、止档的非线性特性,以及橡胶轮胎-轨道的非线性作用特性。通过数值积分求解车辆的动态响应,对单轨列车关键悬挂参数进行研究。研究表明:导向轮高度应尽量放低,与轴心高度一致较为合理;导向轮与导向轨应有一定的预压,但不宜过大;横向减振器等效阻尼应取50 k N·s/m以上,以保证车辆横向平稳性的同时,让车辆进出曲线时横向振动能够快速收敛;垂向减振器等效阻尼取30~40 k N·s/m能够保证车辆具有良好的垂向平稳性。     

悬挂式单轨车辆的应用分析

文章介绍了悬挂式单轨车辆的分类,按照走行部形式的不同分别介绍了其走行原理,并对其应用现状进行了阐述,最后对悬挂式单轨车辆技术特点进行了分析。     

悬挂式单轨交通的发展现状与应用展望

悬挂式单轨交通起源于德国,已有百余年发展史,目前仅在德国、日本有着成熟的商业运营.而近些年,国内逐渐兴起了悬挂式单轨交通研究、建设的热潮,但运力低下、检修困难、救援效率低等因素导致部分学者对其适用性产生疑虑;同时国内研究还在牵引供电制式、墩梁连接体系、车辆侧滚效应、救援及维护方式等方面存在争议及难点.但不可否认的是,随...     

悬挂式单轨车辆再生能量特性研究

悬挂式单轨工程由于车辆不设置车载电阻,其制动时产生的再生能量依靠设置于变电所的再生能量吸收装置吸收。目前国内悬挂式单轨工程供电系统再生能量吸收装置的设计方案,大多照搬地铁或有轨电车惯用做法,并未对该制式的再生能量特性进行细化研究。文章以国内某城市实际工程为研究对象,建立单列车和不同行车密度运行时仿真模型,研究各牵引变电所再生能量吸收装置吸收峰值功率、能量值、吸收范围和吸收趋势,总结悬挂式单轨车辆再生能量特性,研究结论对悬挂式单轨工程再生能量吸收装置的选型及布置方案设计有一定的借鉴和指导意义。     

跨座式单轨车二系减振器关键参数研究

跨座式单轨车因其特殊的结构形式,采用在转向架和车体中心销座之间安装有一定角度的液压减振器来同时提供横向和垂向阻尼,因而减振器的安装角度和阻尼大小将同时影响车辆的平稳性。通过仿真计算分析了减振器的安装角度和阻尼这两个关键参数对车辆平稳性的影响,合理选取了具有较佳动力学性能的减振器参数。     

某特大桥梁钢吊箱结构随机动力响应分析

根据随机振动原理,对某特大型桥梁6号钢吊箱进行随机动力响应分析;通过对比静、动力分析的结果,总结波浪荷载作用下钢吊箱的受力特性.研究结果表明,钢吊箱考虑附连水质量时,结构自振频率降低,但其动力响应并不大,建议设计吊箱时根据结构的安全性要求,乘以1.1～1.3的安全系数.     

移动车辆荷载作用下含裂纹梁的非线性动力特性分析

考虑车桥耦合效应,分析移动车辆荷载作用下含裂纹主梁的非线性动力特性.基于汉密尔顿原理和欧拉-柏努利梁的假说,建立含裂纹梁的非线性动力控制公式.应用龙格-库塔法对此非线性方程进行求解.通过数值计算,分析了裂纹的位置和深度的变化对车桥耦合系统中含裂纹主桥的非线形动力特性的影响.     

跨座式单轨交通轨道梁焊接拉压支座设计研究

基于跨座式单轨交通轨道梁桥的荷载特点及功能要求,通过对PC梁铸钢拉压支座和焊接支座的深入研究,提出一种新型的跨座式单轨交通轨道梁支座──焊接拉压支座.文章从构造、特点、工作原理、技术指标等方面对其进行分析,并采用ANSYS有限元软件进行结构计算分析,结果表明,该新型焊接拉压支座能够满足使用功能,同时可消除铸钢拉压支座的...     

悬挂式单轨车辆走行轮失效对曲线通过及运行平稳性影响的仿真分析

悬挂式单轨车辆走行轮在车辆运行中起到承载和传力的重要作用,其走行轮失效对悬挂式单轨车辆运行性能有重大影响。通过多刚体动力学理论建立悬挂式单轨车轨耦合动力学模型,仿真分析了不同工况下走行轮失效对单轨车辆曲线通过及运行平稳性的影响。仿真结果表明:空载状态下走行轮失效的悬挂式单轨车辆在曲线半径100 m的线路上限速为35 km/h,而满载状态下走行轮失效的车辆一直处于不安全状态,需要尽快行驶到就近站点疏散乘客;同侧走行轮失效对单轨车辆的影响趋势基本一致;在相同行车速度下,走行轮失效时竖向平稳性指标出现了部分数值超过3.0的情况,说明走行轮失效时车辆的运行平稳性会变差。仿真研究结果可为走行轮失效的悬挂式单轨车辆运行提供参考。     

跨坐式单轨车辅助导向装置的导向效果分析

文章介绍了INNOVIA 300型跨坐式单轨车辅助导向装置的主要结构及作用原理,采用多体动力学UM软件建立带有辅助导向装置的跨坐式单轨车的动力学仿真模型,分析了跨坐式单轨车曲线通过的转向架回转角、导向轮和走行轮受力情况.仿真结果说明,辅助导向装置明显地减小了转向架在曲线上的冲角、导向轮径向力和走行轮侧偏力,有效地改善了...