双弧形钢与销轴接触方式对横向钢阻尼装置力学性能的影响

对首次应用于商合杭(商丘—合肥—杭州)高速铁路桥梁的横向钢阻尼装置进行了有限元分析,并结合力学性能试验验证了分析结果的准确性。研究结果表明:横向钢阻尼装置的双弧形钢与销轴之间应采用滑动摩擦接触方式,同时需采取必要措施防止滑动摩擦失效,以避免双弧形钢过早遭到破坏;双弧形钢的通孔与销轴之间应设置适当的间隙,以利于横向钢阻尼装置生产安装与后期维护,提高其在工程应用中的稳定性及可靠性。     

双弧形钢设计参数对横向钢阻尼装置阻尼性能的影响

对主要应用于斜拉桥的横向钢阻尼装置的阻尼性能进行了仿真分析,研究了双弧形钢的高度、通孔间距、有效宽度,T形段高度和有效宽度与装置阻尼性能之间的关系。结果表明:当横向钢阻尼装置的横向地震位移较大时,可设计高度较高、有效宽度较小的双弧形钢,T形段有效宽度与双弧形钢有效宽度的最优比值为2.0,宜采用非同心圆设计;采用同心圆设计时双弧形钢通孔间距与其高度的比值约为0.5。当装置横向水平反力较大时,双弧形钢可设置较大的通孔间距和有效宽度,而其高度不宜过高。减小双弧形钢的高度,增大其有效宽度,有利于装置得到较大的竖向拉拔力。为了提高横向钢阻尼装置的阻尼耗能能力并减小装置的横向后屈曲刚度比,双弧形钢的高度宜较小,通孔间距宜较大,而其有效宽度应适当增大。     

E型钢阻尼支座的设计与减震性能分析

研究目的:本文介绍了E型钢阻尼支座的工作原理、设计方法、应用实例,并对其进行了有限元分析和试验室测试,验证其设计及其应用的可行性。另外对E型钢阻尼支座进行了实桥减震性能分析,分析其设计地震和罕遇地震下的相对位移和桥梁内力,验证其耗能效果。研究结论:本文对于E型钢阻尼支座的设计计算方法与有限元分析和试验室测试结果基本一致,说明该设计的正确性和可行性。实桥分析结果表明:(1)E型钢阻尼支座可有效减小简支梁桥的墩顶相对位移和墩底内力,满足抗震要求;(2)其滞回曲线饱满,说明E型钢阻尼支座的型钢耗能部件已经进入塑性阶段,且发挥了良好的耗能特性;(3)E型钢阻尼支座可有效减小桥梁的地震响应,从而保护桥梁结构避免在地震中破坏;(4)E型钢阻尼支座可推广应用于采用减隔震设计的铁路桥梁中。     

振动台试验用横向钢阻尼装置设计与测试

为验证横向钢阻尼装置在实际桥梁体系中的减隔震性能,利用有限元仿真分析技术设计了可供振动台试验使用的小尺寸横向钢阻尼试验装置,并结合现有试验条件对所设计的试验装置的性能进行了测试,同时对振动台试验中试验装置与工装的连接方式进行了研究。结果表明,V形架阻尼元件的塑性变形能够较为均匀地分布于其弧形段,初次达到最大位移时的等效塑性应变值满足使用寿命要求的建议值;试验所得滞回曲线饱满、稳定,屈服力符合设计要求,试验后V形架阻尼元件未发生断裂。由于部分试验中试验装置与工装间的胶层发生断裂,建议在振动台试验中采用焊接。     

两种减隔震支座性能对比研究

通过对摩擦摆支座及弹塑性钢阻尼支座两种不同类型的减隔震支座的抗震性能进行对比,选择适合项目要求的支座类型。对比结果表明:两种减隔震支座均能够有效延长桥梁结构自振周期,支座横向刚度较小的摩擦摆支座更有利于周期的延长,同时产生的墩顶剪力也较小;对于墩底截面及基顶截面的弯矩和剪力,在墩高较低时横向刚度小的摩擦摆支座减隔震性能较好,而墩高大于20 m时,横向刚度大的弹塑性钢阻尼支座更有优势。     

电机驱动装置悬挂参数对"弹性架悬"机车动力学性能的影响

利用多体动力学软件SIMPACK建立"弹性架悬"机车的半车简化模型和整车模型,分析电机驱动装置悬挂摆杆长度和电机驱动装置横向减振器阻尼对机车蛇行运动临界速度和机车主要横向动力学性能指标的影响,得出电机驱动装置悬挂摆杆长度和电机驱动装置横向减振器阻尼对机车动力学性能的影响规律.     

弹塑性钢阻尼元件在桥梁减震中的应用

介绍了弹塑性钢阻尼元件(阻尼器)的性能特点、作用及其在桥梁减震中的应用情况和减震效果,并列举了一些典型应用案例。为桥梁减震提供了一些有益的实现方法和思路。     

铁路连续梁桥横向减隔震支座参数研究

以某3跨铁路连续梁桥为例,运用有限元分析程序SAP2000,建立采用E型钢阻尼支座减隔震的全桥计算分析模型,进行3条人工地震波激励下的时程响应分析。将E型钢阻尼支座屈服力和屈服位移作为控制参数,在硬化比不变的情况下研究中墩和边墩的支座屈服力比和屈服位移对全桥横向减隔震效果的影响规律。分析结果表明:中墩和边墩E型钢阻尼支座的屈服力比对横向减隔震效果有较大的影响,屈服力比的取值与各桥墩支座反力接近时,各墩可得到比较接近的横向隔震率;支座的屈服位移对支座的剪切变形量有较大影响,可以在满足隔震率要求的前提下,通过控制支座的屈服位移控制梁体的横向位移。     

低屈服点钢阻尼器在高速铁路简支梁桥中的应用研究

高速铁路简支梁桥应用低屈服点钢阻尼器,可以大幅度提高结构的抗震性能.选择三种墩高的典型高速铁路简支梁桥为研究对象,进行了罕遇地震下设置减震榫时的非线性时程反应分析及不设置减震榫时的线性时程反应分析.研究结果表明,减震榫有优异的减震性能,应用该装置可以大幅提高桥梁的抗震性能,解决了我国高速铁路桥梁刚度大,配筋率低,难以出现塑性铰的技术难题.     

架悬机车驱动装置悬挂参数规律的研究

为了研究驱动装置悬挂参数对机车横向动力学性能的影响,提出3个刚体的机车横向振动简单模型,结合轮对横向随机响应的特点,分析不同速度下,驱动装置悬挂参数对机车受迫振动的影响。同时讨论了驱动装置和构架质量、空心轴横向合成刚度、一系横向刚度以及驱动装置横向阻尼对驱动装置悬挂刚度选配及横向响应的影响情况。结果表明:机车运行速度达到160 km.h-1后,驱动装置悬挂应采用弹性架悬方式,刚度在0.01 MN.m-1数量级,计算结果与详细模型是吻合的;质量和一系横向刚度的变化对刚性架悬机车影响比较大,对弹性架悬机车的影响小;分析弹性架悬机车驱动装置的振动,必须考虑空心轴横向合成刚度和低速运行工况。     

E型钢阻尼器及其在桥梁工程中的应用

概述了E型钢阻尼器的工作原理、设计原则和阻尼特性,探讨了E型钢阻尼器的选用原则和应用范围,给出了近年来E型钢阻尼器在国内外桥梁工程中的部分应用实例。理论及实践表明,利用E型钢阻尼器的阻尼特性进行桥梁工程的减震设计不但有着良好的耗能效果,并且经济性好,安装、维护和更换方便,因此有着广阔的应用前景。     

高速列车二系横向阻尼连续可调式半主动悬挂系统的研究

基于天棚阻尼控制原理的阻尼连续可调式半主动悬挂系统由4套阻尼连续可调式半主动减振器、2个两轴加速度传感度和1套检测、控制及故障诊断系统等组成。利用车辆系统动力学仿真分析软件UM,建立某型高速列车的虚拟样机模型(包括二系横向被动状态和二系横向阻尼连续可调式半主动悬挂状态),分析高速列车二系横向采用阻尼连续可调式半主动悬挂对改善车体横向振动性能的效果,从而确定天棚阻尼系数取150kN·s·m-1比较合适。为了开展阻尼连续可调式半主动悬挂系统样机的台架性能试验,采用软件UM建立了样机的简化试验台架仿真模型。5个试验工况下的台架性能试验结果表明:与被动悬挂相比,半主动悬挂下的车体加速度均方根值改善了19.8%～37.8%,车辆运行平稳性指标改善了8.1%～15.0%,说明高速列车二系横向采用阻尼连续可调式半主动悬挂系统可以实时切断加速车体横向振动的阻尼力和实时提供衰减车体横向振动所需要的阻尼力,从而提高高速列车的横向运行平稳性。     

高速动车组半主动悬挂系统动力学性能仿真分析

介绍了基于天棚控制理论的半主动减振器原理,以CRH380A动车组头车为研究对象,对天棚阻尼系数和时滞对车辆动力学性能的影响进行了仿真分析.结果表明:天棚阻尼系数越大,车体横向减振性能越优,但系统允许的最大时滞减小;天棚阻尼系数的设计要同时考虑横向振动性能和系统时滞的影响.半主动控制模式比被动模式对车体横向振动的改善效果均比较明显,平均改善率超过20％.     

新型钢枕道床横向阻力试验与分析

研究目的:钢枕具有100%可再生、可循环利用的优势,适用于不同速度、轴重、轨距的线路;设计和应用灵活,能够降低桥隧建筑结构高度;钢枕安装和运输方便,在"一带一路"国家中均有大量应用。由于钢枕结构和材质原因,其道床阻力较低,限制了钢枕应用范围的扩大。本文通过采用加肋和设置橡胶垫方式来提高钢枕道床横向阻力,进行不同条件下道床横向阻力试验研究。研究结论:(1)普通钢枕道床横向阻力为Ⅲc型混凝土轨枕的51. 9%～62. 4%,远低于普通铁路无缝线路设计要求,需要进行加强;(2)钢枕枕底、肩部及枕心道床横向阻力分担依次为52. 8%～74. 7%、11. 3%～37. 4%、9. 9%～14. 0%;(3)肋板可显著提升钢枕道床横向阻力,其作用优于砟肩堆高和加宽,且横向阻力随肋板数目增加而提高;(4)橡胶垫复合钢枕道床横向阻力均高于普通钢枕,大凸型增加比例为3. 0%～5. 9%,小凸型增加比例为22. 2%～25. 5%;(5)本研究成果可为扩大钢枕应用范围提供参考。     

基于振动台试验的钢阻尼滑板支座地震易损性分析

为有效地评价一种新型C型钢阻尼滑板支座的隔震性能,在两跨连续梁桥振动台试验的基础上,对该支座进行了易损性分析.首先介绍了振动台试验的基本情况,采用弹簧单元模拟隔震支座,建立了两跨连续梁桥的计算模型;其次,根据支座位移和破坏之间的关系,建立了钢阻尼滑板支座不同损伤状态的判断准则,并计算得到了钢阻尼滑板支座的地震损伤概率需...     

V型墩连续刚构桥动力性能试验研究

某客运专线桥梁部分孔跨采用(48+80+48)m V型墩连续刚构跨越既有高速公路,为评价该桥的动力性能,进行了动力性能测试.测试CRH,C型动车组以不同速度通过时桥梁的自振特性和动力响应,分析桥梁在动载作用下的工作状态.试验结果表明,在动车组激励下,部分跨中横向振幅出现峰值效应,桥梁横、竖向刚度均满足相关规范和设计文件要求,动力性能良好.     

悬挂参数对悬挂式单轨车横向稳定性影响分析

研究目的:为分析悬挂式单轨车辆通过曲线时的横向稳定性问题,基于国内某型悬挂式单轨系统,采用多体动力学软件Universal Mechanism建立60自由度的车-线系统动力学模型,以车体和摇枕为主要研究对象,探索车辆横向偏角在不同减振装置参数下的变化特性。研究结论:(1)横/垂向减振器阻尼、空气弹簧水平/垂向阻尼参数的变化对悬挂式单轨车体和摇枕的横向晃动几乎没有抑制作用;(2)降低空气弹簧水平刚度有利于减缓车辆的横向晃动,而减小垂向刚度会进一步增大晃动的可能性;(3)若考虑在摇摆减振器处并联钢弹簧,其刚度的增加有利于减小车体和摇枕的最大横向偏角,而摇摆减振器阻尼的增大则侧重于减少车体和摇枕的振动周期数,因此应综合考虑摇摆减振器阻尼、刚度参数设计,以有效提升旅客舒适度体验;(4)本研究成果可为悬挂式单轨车辆悬挂参数优化及线路设计提供一定的参考。     

TWG-1型双传感阀配平均阀货车空重车自动调整装置

介绍了TWG-1型双传感阀配平均阀货车空重车自动调整装置的构成、作用原理及性能试验结果。该装置可替代横跨粱，能自动消除车辆的横向、纵向偏载，并有效防止车轮擦伤。     

基于UM软件的高速铁路车桥系统振动响应参数分析

为研究车桥系统运行的影响规律,建立了车-桥耦合系统的振动分析模型,用UM软件进行了计算分析。对高速铁路列车过桥的动力响应进行了研究。对比了桥梁刚度、桥梁阻尼、列车速度、列车数量对车桥系统的影响规律。结果表明:随着列车运行速度增加,车辆和桥梁的动力响应也相应增大,但不是线性增大;桥梁的横向振幅随桥梁横向刚度的增大而减小;桥梁阻尼和列车数量对车桥系统影响较小。     

SW-160型客车转向架横向动力学性能改进研究

针对SW—160型客车转向架运用中横向动力学性能的现状，通过动力学计算分析提出了转向架悬挂参数的优化方案，并对采用新型小横向刚度空气弹簧的改造方案进行了室内现车动力学试验研究。试验结果表明，横向刚度与横向阻尼的适当匹配可以有效提高转向架的横向动力学性能。