客车车体钢结构侧墙窗间壁及两侧窗角部位的强度计算

本文应用 SAP-5结构分析程序,以边界元的位移作为载荷条件,将窗角应力梯度大的部位进行单元细划,建立起铁路客车车体钢结构侧墙窗间壁及两侧窗角部位的计算模型。最后,通过垂直载荷工况和纵向压缩工况下的两组已知位移值,分别相应地进行了局部二次细算,并求出垂直和纵向载荷同时作用的最不利工况组合下的应力值。     

考虑初始变形的煤炭漏斗车车体结构屈曲分析

采用非线性分析技术研究漏斗车车体在承受散粒货物和纵向压缩载荷作用时,由散粒货物引起的垂直于侧、端墙方向的变形会使车体的结构稳定性降低。首先,利用具有修正的D-P本构模型的实体单元模拟散粒煤,并建立散粒煤单元与车体结构的接触关系,通过接触非线性分析获得重车车体侧、端墙的位移结果,并将其与基于AAR标准中散粒货物对侧、端墙的压力公式得到的位移进行对比分析,进而分区域修正侧、端墙的压力公式;其次,在车钩纵向压缩作用下对车体进行线性屈曲与考虑初始变形的非线性屈曲分析,侧墙和端墙的最小线性屈曲因子分别为0.89和0.52;非线性屈曲的结果表明,侧墙临界载荷为3 550 kN,比线性屈曲的降低了10.4%;端墙临界载荷为1 780 kN,比线性屈曲的降低了23.1%;应用修正后压力公式施加散粒煤对车体的作用,端墙的压力修正区域B的非线性屈曲临界载荷比应用修正前压力公式的增大了14.9%;最后,针对侧、端墙局部屈曲因子低的区域,分别提出了增强横向刚度和纵向刚度的补强方案,补强后侧、端墙结构的屈曲因子均可提升至1.0以上;应用修正后压力公式的侧、端墙临界载荷提高至4 092、3 164 kN。     

全自动驾驶地铁不锈钢车体静强度和模态分析

根据全自动驾驶地铁不锈钢车体结构特点,简化该车体几何模型,建立相应的有限元模型.基于车体静强度计算标准,确定10种车体结构静强度的计算工况.在这些计算工况作用下,计算车体结构的静强度.计算在最大垂直载荷作用下车体结构刚度,以及车体钢结构模态与整备状态下车体结构模态.计算结果表明全自动驾驶车辆不锈钢车车体结构的刚度、静强度和模态均满足车体结构设计要求.     

竖向开裂U型桥台加固施工方案探索与应用

在行车荷载以及地基沉降等因素的作用下,U型桥台前墙与侧墙结合处产生竖向裂缝,在水平力的作用下,导致侧墙外倾,严重影响结构和路上行车安全。加固方案经过多方案比较,最终采用预应力对穿锚索,框格梁防护的形式进行加固,并且经过观测侧墙未再产生外倾变形。     

基于试验模态验证的铁路敞车侧墙疲劳寿命预测

运用Hyper Mesh建立敞车的有限元模型,使用ANSYS软件对敞车侧墙进行仿真模态分析.采用LMS Test.lab软件中的工作模态参数识别方法对敞车侧墙进行试验模态分析,并获得了其固有频率、振型和阻尼比等模态参数.通过仿真模态分析和试验测试参数对比分析可知,结果基本吻合,从而验证了敞车侧墙的有限元模型的准确性,在此基础上基于ASME(2007)标准中结构应力法和Miner线性累积疲劳损伤理论,并采用AAR标准载荷谱对敞车侧墙的关键焊缝进行了疲劳寿命预测,结果满足设计要求.     

基于试验模态验证的铁路敞车侧墙疲劳寿命预测

运用Hyper Mesh建立敞车的有限元模型,使用ANSYS软件对敞车侧墙进行仿真模态分析.采用LMS Test.lab软件中的工作模态参数识别方法对敞车侧墙进行试验模态分析,并获得了其固有频率、振型和阻尼比等模态参数.通过仿真模态分析和试验测试参数对比分析可知,结果基本吻合,从而验证了敞车侧墙的有限元模型的准确性,在此基础上基于ASME(2007)标准中结构应力法和Miner线性累积疲劳损伤理论,并采用AAR标准载荷谱对敞车侧墙的关键焊缝进行了疲劳寿命预测,结果满足设计要求.     

动车组抗侧滚扭杆载荷特性

为获得抗侧滚扭杆在动车组运行时所受载荷的变化情况,结合陀螺仪和速度信号,研究了抗侧滚扭杆载荷随列车运行速度、曲线半径和曲线超高的变化规律;统计了不同速度级下抗侧滚扭杆载荷最值,并编制测试载荷谱、趋势载荷谱和动态载荷谱,计算趋势载荷与动态载荷在整个测试载荷中贡献的损伤比. 研究结果表明:直线工况下,抗侧滚扭杆动态载荷幅值随列车运行速度的增加而增加,当运行速度由250 km/h增大到350 km/h时,抗侧滚扭杆载荷幅值最大值增大了30%;在一定的过超高条件下,抗侧滚扭杆趋势载荷幅值随曲线半径减小而减小,240 km/h运行速度下最大载荷幅值由6.61 kN减小为3.54 kN;在曲线半径一定的条件下,抗侧滚扭杆趋势载荷幅值随曲线超高的增大而增大,240 km/h运行速度下最大载荷幅值由3.36 kN增大为5.80 kN.      

侧墙开洞拱形地铁车站结构三维地震响应分析

基于数值模拟的方法,建立了土—拱形地铁车站侧墙开洞接通道相互作用的三维数值分析模型,研究了其在水平地震作用下的动力响应规律。结果表明,开洞部位结构边墙或中柱的加速度峰值随着开洞数量的增加而减小,而下边墙的加速度略大于上边墙的加速度;开口部位结构侧墙的最大压应力随开洞数量的增加逐渐增加、弯矩幅值却逐渐减小,而中柱的最大压应力和弯矩幅值均逐渐增加;开洞部位的加速度峰值、相对位移峰值及应力或内力幅值均与侧墙开洞形式有关,正方形开洞工况下的加速度相对最大、横矩形次之、圆形最小;相同开洞面积时,侧墙横向矩形开洞引起的地震反应比竖矩形的略大,开洞角部是抗震设计的薄弱环节。     

高速列车轴箱弹簧载荷特性与疲劳损伤

以某型高速列车轴箱弹簧为研究对象, 通过载荷标定方法制作了弹簧载荷测试传感器, 安装于动力转向架, 通过在线路测试得到了轴箱弹簧载荷时间历程; 结合车载陀螺仪信号, 分析了启动牵引、制动停车、高低速直线、进出坡道、曲线通过等典型工况下的轴箱弹簧载荷特性; 根据轴箱弹簧载荷的变化特点, 将测试载荷分解为趋势载荷和动态载荷, 并在统计基础上给出轴箱弹簧一定运用里程下的载荷谱, 确定了载荷幅值与载荷作用频次的对应关系, 根据损伤一致性准则, 分析了载荷谱各级载荷造成的损伤比重与轴箱弹簧疲劳损伤随列车运行速度增大的变化规律。分析结果表明: 轴箱弹簧载荷与应变呈线性关系, 其传递系数为9.45×10-5 kN-1; 与非动力侧轴箱弹簧相比, 动力侧轴箱弹簧载荷幅值变化受电机扭矩载荷的影响较大, 在列车启动阶段, 电机输出扭矩达到最大值, 动力侧与非动力侧轴箱弹簧的载荷分别为-7.42、1.26 kN; 列车速度由240 km·h-1增大至350 km·h-1时, 轴箱弹簧趋势载荷由-0.6 kN变化至-2.0 kN, 最大动态载荷由1.53 kN增大至1.86 kN, 增大了22%;动力侧轴箱弹簧在列车低速、高速运行时所产生的疲劳损伤比重分别为0.79、0.75;列车运行速度提高会使轴箱弹簧高幅值载荷产生的疲劳损伤比重略有降低, 这与非动力侧疲劳损伤比重分布特点相吻合; 动力侧和非动力侧轴箱弹簧疲劳损伤随着列车运行速度增大均呈现出先减小后增大的变化趋势, 在列车速度为300 km·h-1附近时达到最小疲劳损伤, 动力侧与非动力侧轴箱弹簧的疲劳损伤分别为0.110、0.004。      

土-结构相互作用地铁车站三维有限元分析

采用有限元分析方法对大连南关岭地铁车站结构强度大变形问题进行了三维分析．获得了地铁车站结构在上压力,浮力,恒、活荷载等综合载荷作用下位移量及其对比关系,土-车站结卡勾的相互作用对柱、侧墙等结构应力的分布情况的影响．与以往地下乍站二维模型分析结果对比,三维模型更合理,更全面,更接近工程实际．较真实地反映了地铁车站结构的变形受力特点．     

特重车通过大跨石拱桥计算模型对比分析及试验验证

在对一重达376.7 t的特重车能否安全通过一主跨40 m的既有石拱桥进行安全评定时,针对石拱桥建立了两种实体分析模型:一为不考虑拱上填料、侧墙影响仅考虑拱上建筑与主拱联合作用的实体模型一;另一为考虑拱上填料、侧墙与主拱联合作用的较符合实桥实际情况的实体模型二.通过两种实体模型下的特重车过桥安全验算发现,采用计算模型二所有断面抗力均满足要求,而模型一的拱脚断面抗力不满足要求.在对比模型一、二在特重车下作用的挠度、应力结果后发现拱上填料、侧墙对结构的纵向空间整体工作性能影响较大.不考虑填料与侧墙的实体模型一相对于模型二的纵向刚度联系较弱,在荷载作用下的局部效应明显,从而揭示了实体模型一拱脚截面抗力效应不能满足规范要求的原因.通过荷载试验验证了采用实体模型二与实桥实际情况较为接近,而采用实体模型一的验算结果偏于保守.     

弯道上的桥台侧墙开裂原因分析

根据实桥状况,对桥台侧墙开裂的原因进行分析.考虑了弯道行车产生离心力作用,同时对墙后主动土压力计算公式进行比选,通过土压力和离心力共同作用的计算模式,运用有限元进行计算,找出了侧墙开裂的原因.     

弯道上的桥台侧墙开裂原因分析

根据实桥状况,对桥台侧墙开裂的原因进行分析.考虑了弯道行车产生离心力作用,同时对墙后主动土压力计算公式进行比选,通过土压力和离心力共同作用的计算模式,运用有限元进行计算,找出了侧墙开裂的原因.     

不锈钢地铁车辆侧墙焊缝缺陷率分析

由于非熔透型激光叠焊工艺的局限性,侧墙焊缝处会产生内外钢板局部未焊透的现象即焊缝缺陷.为研究这种焊缝在不同缺陷率下的拉剪强度及其对车体静强度的影响,结合某不锈钢地铁车辆激光焊车体,通过建立不同焊缝缺陷率的车体有限元模型,分析各个工况下不同焊缝缺陷率的车体侧墙焊缝剪应力的变化,以此确定在静载工况下不锈钢激光焊车体侧墙焊缝缺陷率的限值.     

高速铁路加筋土挡墙动响应规律现场试验

为研究土工格栅加筋土挡墙在高速列车荷载作用下的动态响应规律并分析其作用机理,设计并进行了现场激振试验,研究了加筋土挡墙内加速度、动土压力等动态响应的分布规律,并进行了不同墙面形式挡墙动态响应规律的对比分析.研究结果表明:加筋土的竖向加速度随加载次数的增加基本没有变化;靠近墙面处水平动土压力沿墙高呈单峰值分布,峰值位于2/3墙高处;随加载次数的增加,垂直动土压力增长很小;在顶部不到1/3墙高的范围内,竖向加速度衰减了87%~91%,垂直动土压力衰减了86%;模块式加筋土挡墙具有刚度大、变形小、整体性好等优点.     

城轨铝合金车体侧墙焊接仿真分析

基于热—弹—塑性有限元法,根据实际加工工艺,借助大型非线性有限元软件ABAQUS,对某城轨铝合金车体司机室处侧墙的焊接变形进行仿真模拟.利用八节点六面体网格对侧墙模型进行精准建模,并利用移动的双椭球热源来模拟MIG自动焊过程.设计了三种不同的焊接顺序,通过量化对比不同焊接顺序下的仿真结果.结果表明,在不同焊接顺序的工艺方法下对侧墙焊后变形挠度大小具有一定影响,且由外侧向内侧的焊接顺序能更好的控制侧墙焊后变形.     

基于实测数据的动车组轴箱横向载荷特性

研究了轴箱横向载荷高精度测试方法,将经过标定的轴箱安装于运用车辆,获得了载荷-时间历程,结合车辆运行状态分析了在高速线路典型服役条件下的载荷特性,编制了对应于进出站工况、低速运行、高速运行的恒幅载荷谱。研究结果表明:轴箱横向载荷影响因素主要为列车运行速度、曲线半径、道岔、轨道不平顺;运行中普遍存在着相对固定且与车辆运行速度无关的2 Hz的低载荷主频;对于大于5 Hz的频率,载荷主频与列车的运行速度直接相关,曲线通过时内轨侧轴箱载荷变化幅值稍大于外轨侧,且载荷均值以及最大载荷幅值均随列车运行速度的增大而增大;曲线半径增大的同时横向载荷均值逐渐接近于0,最大载荷幅值也逐渐减小;进出站道岔会造成横向载荷出现约10 s的一次波动,同时包含短时间冲击载荷;横向轨道不平顺会造成轴箱横向载荷在通过相应区间时出现多个大幅波动,随着运行速度的增加,波动周期缩短,峰值减小;进出隧道对横向载荷影响不明显;对于不同运行工况下的载荷谱,进出站工况载荷幅值最大,作用频次占很少部分;低速运行载荷幅值次之,作用频次占比约为1/3,高速运行载荷幅值最小,作用频次占比达到60%以上。      

基于固有应变法的货车侧墙焊接变形预测

货车侧墙在焊接过程中由于焊缝处收缩力的作用导致侧墙板失稳,不可避免的产生了波浪变形.利用能解决预测大型结构残余变形问题的固有应变理论,在焊缝处施加与固有应变相等的初始应变,通过结构失稳分析,得出侧墙屈曲失稳因子小于1,因此在此基础上采用大变形计算,求解了大型复杂结构货车侧墙的焊接变形,并与实验数据进行对比,验证了固有应变为基础的残余变形预测法在铁道车辆制造工业中应用的可行性.     

高速列车侧风安全域计算方法

使用参数传递、求解控制以及动态网格技术,建立了侧风流体动力学模型和高速列车多体动力学模型,通过对列车外流场和系统响应进行协同仿真,获得不同侧风环境下列车的稳定姿态和气动载荷,研究了列车运行的安全性指标,分析了不同侧风环境下列车安全运行的临界速度,确定了列车的侧风作用安全域。计算结果表明：随着列车运行速度和侧风强度的增大...     

重力式U型桥台开裂原因

U型桥台是桥梁工程中常采用的结构物,主要受力部分为前墙,前墙的设计对整个桥台的结构尤为重要。我国设计规范从结构的整体抗力、抗滑和抗倾稳定性、地基承载力验算等方面进行验算,但是没有验算其产生的土压力对侧墙、前墙的影响。现实中,桥台前墙和侧墙连接处出现裂缝,许多桥台的开裂正是由于台内填料的土压力引起的,为此本文将通过专业软件考虑土压力的影响,采用实体单元,进行分析得到填料土压力对前墙作用的影响。