轨下新型网孔式弹性垫板力学性能影响研究

为了提高轨道交通轨下弹性垫板的力学性能,使垫板材料的弹性充分发挥,研究一种新型网孔式轨下弹性垫板结构。通过建立网孔式轨下弹性垫板的有限元计算模型,选用Mooney-Rivlin超弹性本构模型模拟橡胶材料特性,在弹性垫板材料参数不变的条件下,通过网孔间距、网孔内接圆直径、板厚和倒角半径等关键参数来调整网孔式弹性垫板的静刚度,分析其对弹性垫板力学性能的影响,并与传统沟槽型弹性垫板进行对比。结果表明:在孔径不变的条件下,网孔间距增大,垫板静刚度近似线性增大,最大应力增大;网孔直径增大,垫板静刚度近似线性减小,最大应力减小。垫板厚度增大,静刚度明显减小,而最大应力小幅减小;网孔结构倒角后弹性垫板的静刚度小幅增加,但最大应力明显减小。相比于静刚度相近的沟槽型弹性垫板,网孔式弹性垫板的最大应力明显减小,可有效提高其耐久性,同时网孔式弹性垫板的静刚度具有可灵活调整的能力,因此,将网孔结构应用于轨下弹性垫板具有可行性。     

混炼温度对橡胶垫板性能的影响

通过对橡胶垫板混炼胶的结合胶含量、门尼黏度及橡胶垫板硬度、拉伸强度、拉断伸长率等材料性能进行测试分析,研究了混炼温度对橡胶垫板性能的影响规律.结果表明:随着混炼温度升高,橡胶垫板混炼胶的结合胶含量先逐渐升高后趋于稳定,门尼黏度逐渐降低;橡胶垫板收缩率显著降低,外观合格率显著升高;橡胶垫板的硬度变化很小,200％定伸应力...     

高阻尼橡胶支座剪切性能压力相关性试验研究

研究目的:在实际地震中由于水平倾覆力矩和竖向地震作用的影响,基础隔震结构中橡胶支座承受的竖向压力将会产生较大变化,而橡胶支座竖向压力的变化将会对支座的剪切性能产生一定影响,因而有必要对支座剪切性能的压力相关性进行研究。本文采用低周反复循环加载试验方法对高阻尼橡胶支座进行压剪试验,研究压应力和剪应变对支座剪切性能的影响,从而建立高阻尼橡胶支座剪切性能的压力相关性经验公式。研究结论:(1)随着压应力和剪应变的增大,支座的滞回曲线越来越饱满,支座的耗能能力增大,并出现了明显的刚度硬化现象;(2)支座的屈服力和等效阻尼比随着压应力的增大而增大,随着剪应变的增大,压应力对屈服力的影响逐渐增大,压应力对等效阻尼比的影响有所减小;(3)支座的屈服后刚度随着压应力的增大而减小,随着剪应变的增大,压应力对屈服后刚度的影响逐渐减小;(4)当剪应变较大时,水平等效刚度随着压应力的增大而增大;(5)根据试验结果给出了支座剪切性能的压力相关性经验公式,可供高阻尼橡胶支座基础隔震结构设计人员参考和使用。     

弹性车轮用橡胶减振材料疲劳性能的研究

疲劳是破坏橡胶减振制品的一个重要因素,橡胶减振制品的疲劳性能严重影响其使用寿命,本文通过一种简便的测试橡胶疲劳方法,对不同配方的橡胶材料进行疲劳性能研究,考察了各种因素对橡胶疲劳性能的影响。该方法可以有效地检测橡胶材料的疲劳特性,预测橡胶减振制品的使用寿命.     

表面改性剂对橡胶垫板动态性能的影响

通过掺加不同表面改性剂制作了5种配方试样,采用橡胶加工分析仪,材料疲劳试验机和冲击回弹试验仪,研究了有无表面改性剂以及不同种类表面改性剂对橡胶垫板动态性能的影响规律。研究结果表明:加入表面改性剂后,配方1(基准配方)到配方5(表面改性剂为LONSIL 4C)橡胶动静刚度比、损耗功和力学损耗角正切tanδ均依次减小;配方1到配方5储能模量依次减小,Payne效应越来越不明显;配方1到配方5橡胶材料回弹性依次增大;动静刚度比与损耗功、回弹性和tanδ均有很好的相关性。在试验室可以用测试回弹性或损耗功,或tanδ代替测试动静刚度比,以降低低动静刚度比橡胶垫板的研发成本。     

填料对客运专线橡胶垫板性能的影响研究

通过测试客运专线垫板的拉伸强度、200%定伸应力、动静刚度比及电阻等性能参数,研究了几种无机填料与无机补强填料萨博菲并用比例对客运专线橡胶垫板性能的影响,并对萨博菲的补强机理进行了分析。研究结果表明,萨博菲由于颗粒尺寸是纳米级的,且为片状结构,在橡胶中分散好,应用于客运专线橡胶垫板中具有拉伸强度高、200%定伸应力大、压缩永久变形小、动静比低的优点,非常适合做橡胶垫板类产品;萨博菲与炭黑最佳比例为35∶75。     

绝缘缓冲橡胶垫板低温性能影响因素研究

高寒地区高速铁路扣件系统中的橡胶垫板性能受低温影响较大。通过不同配方和不同工艺的绝缘缓冲橡胶垫板的低温脆性试验研究了绝缘缓冲橡胶垫板低温性能的影响因素。研究结果表明:胶料中顺丁橡胶(BR)的含量越高,绝缘缓冲橡胶垫板的低温性能越好;增塑剂DOP,DOS和45#变压器油对绝缘缓冲橡胶垫板在-60℃的低温性能不利;选用不同生产厂家的炭黑对绝缘缓冲橡胶垫板低温性能的影响没有本质区别;低温慢速硫化工艺相对于高温快速硫化工艺更有利于绝缘缓冲橡胶垫板的低温性能。     

填充聚氨酯调高盆式橡胶支座

研究目的:介绍了在遂渝无砟轨道综合试验段2座桥梁上使用的填充聚氨脂调高盆式橡胶支座。研究结果:对支座的构造特点、调高材料选择、调高工艺及填充调高前后的性能进行了试验及对比,试验结果表明该种调高方式操作方便、性能可靠、造价合理,能很好地满足客运专线和高速铁路桥梁支座调高的要求。     

分块式橡胶弹性车轮的研制

弹性车轮通过在轮箍和轮心之间增加弹性元件,避免了金属的直接接触,可以大幅度减少车辆运行时的噪音和振动,减少车辆对环境的影响,提高乘客舒适性。文中对弹性车轮的结构及材料进行了研究,通过计算及各项性能试验表明,该块状式弹性车轮具有良好的刚度和疲劳性能,车轮综合性能满足产品的设计要求。目前该车轮已通过各项考核,顺利装车运用。     

双弹性垫板刚度对扣件减振性能影响研究

为了研究垫板刚度对地铁中大量使用的双弹性垫板扣件减振性能的影响,通过对简化模型的理论推导,以及采用实验室测试和数值模拟相结合的方法,得出:板下垫板刚度越大,则轨道板位移频响越大,轨下垫板刚度大小对轨道板振动位移频响基本没有影响;轨下垫板刚度以及板下垫板刚度越大,则轨道板振动加速度频响越小。因此,设计开发双弹性垫板的扣件,应该根据轨道板位移控制和加速度控制综合考虑。     

钢轨扣件弹性垫板的宽频动力性能及其理论表征

以我国高速铁路无砟轨道Vossloh300扣件弹性垫板为研究对象,针对轮轨宽频激励特点,利用万能试验机和温度箱,测试定频(0.3Hz)低温(-60～20℃)条件下弹性垫板在不同平衡预压与不同动载振幅组合下的动力性能;应用温频等效原理、WLF方程与分数阶Zener模型,预测与表征弹性垫板的宽频动力性能。研究结果表明:Vossloh300扣件弹性垫板的储能刚度与损耗因子随着平衡预压的增加而增大;20℃时,分数阶Zener模型可有效表征Vossloh300扣件弹性垫板在1～10 000Hz范围内的储能刚度与损耗因子,温度较低时,建议使用五参数模型;从更宽频域的分数阶Zener模型结果来看,随着平衡预压的增加,Vossloh300扣件弹性垫板损耗因子的频域峰值将升高,其峰值宽度也将变窄。     

关于橡胶垫板刚度计算方法的研究

静刚度是轨下橡胶垫层的关键设计参数,结合胶垫垂直静刚度的特性试验研究了两类沟槽式垫板,并设计了一种圆柱型高弹性橡胶垫板,比较了现有的橡胶垫板刚度计算方法,证明了理论计算的有效性,为轨下胶垫的工程应用以及产品的研制开发提供参考.     

TDI型复合橡胶垫板的优良特性

介绍TDI型垫板的结构和性能特点，简述高速重载铁路采用该型换代产品的理由及益处。     

WJ-8型扣件弹性垫板低温动力性能及其影响研究

研究目的:为研究我国高速铁路WJ-8型扣件弹性垫板在莫喀高铁极低温环境中的适用性,本文利用配备温度箱的万能试验机测试WJ-8型扣件弹性垫板的低温动刚度和阻尼系数,并基于车辆-轨道耦合动力学模型,计算和分析莫喀高铁极寒气候和超高速行车条件下的安全性及平稳性,评价WJ-8型扣件在莫喀高铁中的适用性。研究结论:(1)WJ-8型扣件弹性垫板具有极强的低温敏感性,温度在-20℃之上时,弹性垫板动刚度和阻尼系数较为稳定,当温度低于-20℃时,弹性垫板的刚度迅速增大,而阻尼系数先增大后减小,在-45℃达到最大值;(2)考虑扣件系统动力特性随温度变化规律后,轮轨力和轮重减载率随温度的降低而增大,钢轨垂向动态位移随温度的降低而减小,车体平稳性Sperling指标受温度变化影响很小;(3)在莫喀高铁超高速客货混行和极低温气候条件下,只有高速客车轮重减载率无法满足规定的安全限值,成为影响WJ-8型扣件系统在莫喀高铁中适应性的关键因素;(4)本研究结论可为严寒地区高速铁路无砟轨道扣件系统弹性垫板的研发提供参考。     

城市轨道交通轨道橡胶垫板的几何优化

对城市轨道交通一种新型轨道橡胶垫板的几何尺寸进行了优化设计。以橡胶材料基础试验为前提,对该扣件进行静、动态特性试验,进而利用有限元软件模拟扣件动、静态试验过程。模拟结果与试验结果能够较好地吻合,说明模拟参数及模拟过程准确有效。在此基础上,以隔振效率、强度、疲劳特性、控制非线性力学行为发生等为优化因素,基于有限元软件虚拟平台对该扣件的橡胶垫板的几何特性进行全方位优化。     

利用地板下设备的高阻尼弹性支承构件降低车体弹性振动

在阐述车体弹性振动的特征及同时降低多种弹性振动模态必要性的基础上,介绍了利用高阻尼弹性构件支承附加质量,在车辆试验台上进行激振试验的结果,以及进行现车运行试验的结果。     

橡胶弹性车轮结构及性能试验研究

本文分析了橡胶弹性车轮的常见结构和应用特点,进行了橡胶材料、刚度和噪声降低对比性能试验.结果表明,研制的橡胶弹性车轮能较好地满足设计降噪要求.     

微孔橡胶垫板动静刚度比的试验研究

研究了硫磺用量、炭黑种类及用量、乙烯含量、发泡剂用量及发泡倍率对苏州地铁用微孔橡胶垫板动静刚度比的影响。研究发现:随着硫磺用量增大、炭黑用量减小、炭黑粒子变细及乙烯含量增高,微孔橡胶垫板的动静刚度比都逐渐减小;随着发泡剂用量增大,动静刚度比先减小后增大,呈峰值变化。同时从能量损耗的角度对动静刚度比与能量损耗的关系进行了定性分析,发现动静刚度比与橡胶的损耗因子有很好的相关性,动静刚度比其实是微孔橡胶垫板内耗大小的量度。     

TDI型复合橡胶垫板的设计与探讨

TDI型复合橡胶垫板是一种技术创新型的轨道减振部件，不仅在材质上提高了橡胶的性能指标，而且在结构上采用橡胶和金属的复合结构。经试验室及线路铺设使用证实，它的减振性能优良、稳定，疲劳寿命长，完全能满足今后一定时期内铁路发展需求。建议在全路各主要干线和新建线路上推广使用。     

无碴轨道用微孔橡胶垫板的研制

为提高板式轨道的弹性，通常采用在轨道板下填充CA砂浆作为弹性垫板，但在一些特殊地段，如人口稠密区或一些路一桥、桥一隧等过渡段，还要在CA砂浆与轨道板之间再加铺一层橡胶垫板，以进一步增加板式轨道的弹性。项目组通过配方研究和发泡工艺的创新，研制出了无碴轨道用微孔橡胶垫板，并已应用在遂渝线无碴轨道试验段上。