基于CFD的齿轮箱迷宫密封机理研究

基于计算流体动力学(CFD)计算软件Fluent,应用k-ε湍流模型,分析计算了迷宫密封间隙宽度、齿型夹角、空腔深宽比以及直通式迷宫密封和错列式迷宫密封对迷宫密封内部流场和泄漏量的影响。在此基础上,对某型试验列车齿轮箱迷宫密封进行了6种不同的结构设计,对比分析了不同密封结构腔内压力场、速度场及泄漏量,为齿轮箱密封结构设计提供了参考依据。     

高速齿轮箱润滑系统密封结构的数值研究

以高速动车组驱动齿轮箱小齿轮电机端的迷宫密封为研究对象,建立带有甩油环的迷宫密封数值仿真模型——可压缩二维轴对称有旋流动。采用标准k-ε湍流模型和增强壁面处理模拟迷宫密封腔内流场分布及泄漏特性。应用Fluent软件,对Navier-Stokes方程、能量方程和湍流方程采用有限体积法离散,压力-速度耦合采用SIMPLE算法。研究空腔深度对密封性能的影响,确定最优的空腔深度,同时研究压差和转速对泄漏量的影响规律。研究结果表明:随着空腔深度的增加,泄漏量先减小后增大;随着压差的增大,泄漏量增大;在不考虑温升的条件下,转速对泄漏量的影响很小,但随着转速的增大,密封性能提高。     

高地应力缓倾软硬互层岩体中隧道底鼓影响因素模拟分析

当隧道穿越以水平构造应力为主导的高地应力区,特别是隧底下伏缓倾软硬互层岩体时,易发生隧道底鼓变形。选用侧压力系数、岩层倾角、围岩厚度、围岩弹性模量、隧道埋深5种影响因素,通过FLAC 3D建立数值计算模型,研究单一影响因素和多因素耦合对隧道底鼓的影响规律。结果表明:在单一影响因素下,隧道底鼓量随侧压力系数和围岩厚度的增大先增大后减小,随围岩倾角和围岩弹性模量增加而减小,随隧道埋深增加而增大;在多因素耦合作用下,各因素对隧道底鼓的影响显著性排序依次为隧道埋深>侧压力系数>硬质岩弹性模量>岩层倾角>硬质岩岩层厚度。     

列车齿轮箱新型轴端密封结构设计及仿真分析

针对润滑油从齿轮箱轴承端盖处泄漏的问题，为进一步提高列车齿轮箱轴端密封性能，文中设计了一种装配在传动轴上由3个叶轮组成的新型密封结构。该结构位于轴承端盖内部，在随传动轴双向同步转动过程中会搅动轴承端盖内部的油气混合流体，在轴承端盖中部形成高压区域，有效阻断齿轮箱内外气体流通。通过三维软件建立密封结构的流道模型，根据流道模型的流体分析结果，研究密封结构不同结构参数对密封效果的影响。结果表明新型密封结构在两侧叶轮厚度为16 mm，中部叶轮厚度为9 mm，两侧叶片倾角为20°时，密封结构流道模型的中部区域重点平面的平均压强比两侧区域高23 Pa，并且油气混合流体在密封结构的叶轮间会形成涡流，可有效阻止润滑油泄漏，提高列车齿轮箱轴承端盖处密封效果。当齿轮箱转速提高时密封结构的密封效果将更加显著。     

拉林铁路隧道富水冰碛层力学特性研究

对川藏线拉林铁路隧道穿越的富水冰碛层试样进行大型三轴剪切试验,研究相对密实度、含水率对富水冰碛层的影响规律,并分析围压对冰碛层峰值强度的影响。试验结果表明:冰碛层的峰值强度随着相对密实度的增大先缓慢增加后逐渐平稳,黏聚力随相对密实度的增大先减小后增大;冰碛层的峰值强度随着含水率的增大先增大后减小,黏聚力随着含水率的增加先缓慢增加后急剧减小,内摩擦角随着含水率的增加先缓慢增加后减小;相对密实度较大时围压对峰值强度的影响不再明显,不同含水率时围压对于峰值强度的增长率影响较小。     

连拱隧道中墙受力研究

采用有限元数值计算方法,进行连拱隧道中墙的受力分析研究。结果表明:在中墙一定的情况下,两侧主洞的施工顺序、支护情况、应力释放系数对中墙的最终受力影响不大;中墙轴力随中导坑的扩大而减小,其中中导坑宽度影响较大;中墙应力随中墙厚度的增加而减小,但超过2m以后,减小幅度变得不明显,说明一味采用增加中墙厚度来确保中墙安全的做法是不合理的;在一定范围内,随着埋深的增加中墙受力增大;当埋深较大时,在中墙顶部预留适当的变形量,可以有效减小中墙承受的形变压力。     

高速铁路路基温度场及保温措施数值模拟研究

以张呼铁路低填浅挖路基为背景,结合现场地温监测数据及地质资料,运用ABAQUS有限元软件,模拟不同工况下XPS保温板的路基温度场分布规律。结果表明:路基温度场呈不对称层状分布,路基两侧温度等值线略低于路基中心;保温板厚度变化对路基中心下部土体冻深影响程度最大,从路基中心到两侧逐渐减弱;随着路基两侧保温板铺设长度的增加,路基两侧下部土体冻深逐渐减小,但对路基中心附近土体的冻深影响甚微。确定了低填浅挖路基保温板最优铺设厚度为10 cm,最佳铺设长度为21. 4 m。     

隧洞开挖后渗流量影响因素分析

当隧洞穿越高富水地质环境时,在开挖过程中容易产生渗水现象,从而给隧洞的开挖和支护带来不利影响。本文以木里水电工程输水隧洞为例,用离散单元模拟围岩及节理,采用UDEC软件进行数值分析,研究节理倾角、节理间距和洞室埋深对隧洞开挖后渗流量的影响,并对隧洞开挖前后孔隙水压力进行了分析。研究结果表明:在单组平行节理条件下,节理倾角、节理间距和洞室埋深对隧洞开挖后的渗流量都有较大影响;当节理倾角较小时,隧洞洞周渗流受节理倾角的影响不是很明显,当节理倾角超过30°时,洞周渗流量随节理倾角的增加而增加;当节理间距较小时,隧洞洞周渗流量随节理间距的增加呈近似线性增加,当节理间距超过1.5 m时,洞周渗流量基本保持不变;随着洞室埋深的不断增加,隧洞洞周渗流量也增加,当隧洞埋深达到一定值后,洞周渗流量增大的趋势变缓;节理倾角、节理间距及洞室埋深均通过改变开挖前后孔隙水压力差值影响隧洞渗流。     

地层膨胀力对盾构管片结构受力影响分析

膨胀土具有显著的吸水膨胀和失水收缩、且胀缩变形往复可逆的特点,类似地层盾构隧道研究相对较少。针对成都地铁某盾构区间实例,根据盾构隧道埋深与盾构隧道外径关系进行分类,通过单一变化膨胀力,借助有限元软件采用壳单元建立荷载-结构模型计算各工况下管片的内力,对比分析管片内力和安全系数,研究膨胀力对盾构管片结构受力的影响。研究结果表明:随着隧道埋深的增加,地层膨胀力对管片结构受力表现为有利;可通过调整线路高程、增加盾构管片埋深、管片背后注浆等措施,降低地层膨胀力对管片结构受力的影响。     

船桥碰撞过程中桥墩塑性防撞装置性能研究

随着交通运输的发展,船桥碰撞事件时有发生。现有规范中撞击力计算公式通常只考虑船舶质量和速度,对刚度考虑不足。本文利用有限元软件ANSYS LS-DYNA进行仿真模拟,以不同的钢板厚度反映刚度变化,分析船舶结构和防撞装置刚度变化对撞击力以及碰撞过程的影响。研究结果表明:碰撞过程中船舶的动能主要被防撞装置和船舶结构通过塑性变形吸收,防撞装置相对刚度越小,其吸收的碰撞能越大;最大撞击力主要受船舶结构和防撞装置二者刚度较小者的影响,船舶结构刚度相对较小时,最大撞击力随船舶结构刚度的增加而增加;防撞装置的刚度较小时,最大撞击力随着防撞装置刚度的增加而增加;在进行桥梁防撞设计和验算时,除要考虑船舶刚度的影响外,还应根据通航水域的实际情况,确定防撞装置钢板厚度的合理范围。     

敞开式TBM施工铁路隧道仰拱预制块关键设计参数研究

以敞开式TBM施工特长铁路隧道仰拱预制块结构为研究背景,基于荷载结构设计理论,采用有限元软件ANSYS构建二维平面分析模型,研究了仰拱预制块圆心角、中心水沟沟槽深度、宽度等参数对衬砌结构变形、受力特性的影响规律。研究结果表明:圆心角对仰拱预制块变形、内力影响较小,设计中应根据仰拱预制块拼装技术及轨道结构要求来确定;中心水沟沟槽底至仰拱预制块底部间距h对仰拱预制块变形、内力影响较大,设计中间距h应大于复合式衬砌厚度;扩大中心水沟宽度,可有效降低集中应力值,在满足轨上结构承载能力的前提下,设计中可适当扩大中心水沟宽度来增大隧道排水能力。     

盾构下穿掘进施工对建筑物影响分析

以合肥地铁1号线葛望区间下穿三层框架结构为工程背景,运用MIDAS/GTS软件建立数值分析模型,模拟盾构掘进对上覆建筑物的影响。结果表明:横断面最大累计沉降值发生在两隧道对称轴线上,沉降槽基本呈正太分布曲线;纵向沉降曲线所呈现的规律与上部无结构荷载影响时基本一致;上部建筑结构沉降曲线包括3个平稳和2个剧变阶段,且二次沉降规律明显;上部建筑物荷载对沉降槽宽度及反弯点的位置影响不大,最终沉降会明显增大;地表最大沉降随偏心比e₀的增大逐渐降低,当e₀=1.5时,隧道的最大沉降与上部无结构荷载影响时基本一致,但沉降槽宽度相比而言有所增大;先掘进建筑物下伏隧道、增大注浆压力有利于控制上部建筑物的沉降变形。     

基于RANS的跨海桥梁高桩承台波浪作用数值模拟

极端波浪荷载给跨海桥梁带来了严峻的挑战,为了探究波浪对跨海桥梁高桩承台的冲击作用,基于雷诺时均Navier-Stokes方程(RANS)和k-ω湍流方程,建立波浪与高桩承台相互作用三维数值模型,采用流体体积法(VOF)捕捉自由液面,研究承台受到的水平及竖向波浪力时程特性、承台周围流场以及净空对波浪荷载的影响规律。研究结果表明:承台水平波浪力随着净空的减小而增大,水平正向波浪力大于水平负向波浪力;承台受到的竖向向上波浪力随着净空的增加先增大后减小,当净空为零时达到最大值。当净空大于零时,向上的波浪力大于向下的波浪力,而当净空小于零时,向上的波浪力小于向下的波浪力。     

水泥-乳化沥青净浆组成对其工作性及稳定性的影响

通过流动度、扩展度、分离度试验,测试了水灰比（水与水泥质量比）和聚灰比（沥青与水泥质量比）对水泥-乳化沥青复合胶凝体系工作性以及稳定性的影响。研究发现：浆体的流动度随水灰比的增大而增大,而随聚灰比的增大先降低,后增大;当水灰比一定时,凝结时间随聚灰比增加而增加;在一定水灰比范围内,水泥-乳化沥青复合浆体的匀质性和稳定性良好,浆体分层不明显。研究表明：水灰比和聚灰比对浆体工作性能影响较为明显,对浆体工作性能设计有一定指导。     

弹性支承式道床板等效厚度的计算分析

研究目的：找到与不规则形状形式的弹性支承式无砟轨道道床板等效的实体板的等效厚度。研究方法：用ANSYS有限元分析软件模拟单元道床板在列车及温度载荷作用下的外载条件，选取5个掏空体积分别计算出所对应的等效实板厚度，再对比分析分别用二次拟合法求出的拟合函数与用Newton插值法得出插值函数，从而计算出一定范围内不同掏空体积所对应的等效实板厚度之间的对应关系。研究结论：等效厚度与道床板掏空处尺寸有密切关系，可用函数近似表示出来。     

某磁浮大跨斜拉桥竖向刚度限值研究

以某磁浮轨道交通(40+80+228+228+80+40)m大跨钢箱梁斜拉桥为研究对象,采用有限元软件ANSYS和多体动力学软件UM分别建立桥梁和磁浮列车模型.基于车桥耦合振动方法,针对2列磁浮列车相向行驶并在主跨跨中交会的最不利情形,进行列车以不同速度通过桥梁时不同梁高下车桥系统的动力响应及磁浮大跨桥梁的竖向刚度限值...     

铁路隔振沟减振的数值分析

通过建立铁路隔振沟对轨道减振分析的力学模型,运用ANSYS大型有限元通用软件对隔振沟深度、隔振沟宽度及隔振沟位置对隔振沟减振效果进行分析。结果表明:隔振沟深度是影响减振效果的主要因素,随着隔振沟深度的增大其减振效果逐渐增强;而隔振沟宽度和隔振沟位置对隔振沟减振效果影响不大;隔振沟对高频振动的减振效果尤为明显。     

从投标报价的角度分析工程项目成本控制

合理控制工程项目成本是施工企业为增收创效而采取的主要措施。此从分析投标报价的角度，通过分析投标报价资料，制定工程项目成本控制目标，并有针对性地采取成本控制措施。