高速列车车轮偏心磨耗的形成机理与发展规律

为了研究高速列车车轮偏心磨耗的形成机理,根据现场测试和多体动力学仿真结果,建立了高速列车车轮-钢轨系统有限元模型,采用瞬时动态仿真分析了车轮残余静不平衡对轮轨法向接触力的影响;对最高速度为250 km?h-1动车组列车的运营速度进行现场测试,计算了列车匀速运行区间的平均速度;基于摩擦功周期性波动引起轮轨非均匀磨耗的观点...     

高速铁路无缝钢轨断缝瞬态冲击行为分析

无缝线路钢轨焊缝及其热影响区在温度力作用下可能发生钢轨折断形成断缝. 为了研究钢轨折断对列车运营安全的影响,对轮轨接触受力特性及其材料高频动态响应进行了分析. 首先,建立了ANSYS/LSDYNA三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型;然后,根据不同速度轮轨力时域响应规律,选择了合适的模型计算工况,并且通过计算轮轨接触受力特性和材料高频动态响应,分析了车轮跨越断缝的安全问题;最后,通过小波变换获取了车轮跨越断缝时轮轨力的频域分布. 结果表明:断缝处轮轨高频冲击力峰值随断缝长度变化先减小后增大,转折点处断缝长度与行车速度负相关;车轮通过断缝时,钢轨最大剪切应力超过材料破坏极限,易导致钢轨材料脆断;轮轨力时频图中存在两个特殊频率成分,分别对应高频冲击荷载（1 500 Hz左右）及二次冲击荷载（450 Hz左右）,断缝长度对轮轨力频域分布影响较小.      

人字门船闸底枢摩擦副零件失效事故分析及材料研究

通过对人字门船闸钢对钢底枢摩擦副在安装过程中零件失效事故的分析,发现事故的主要原因是底枢摩擦副设计配合间隙偏小,加之机械加工工艺不当．造成零件表面波纹度不合格,从而加大了蘑菇头摩擦副的接触应力使之产生粘着磨损导致零件失效。     

水泥稳定灰渣碎石的制备及路用性能初探

城市生活垃圾焚烧后残留了大量的灰渣,用灰渣替代部分集料制备水泥稳定灰渣碎石半刚性基层材料,进行了路用性能研究。结果表明:灰渣掺量为31.6%的情况下,与传统水泥稳定碎石相比,最大干密度降低3.9%,而最佳含水率增大62%;水泥含量增加0.5%,则材料的无侧限抗压强度提高0.52~0.63 MPa,但与相同水泥含量的传统材料相比,强度降低4.4%;水泥的含量对材料的最大干缩应变和干缩系数影响较大,当水泥含量为4.0%和4.5%时,水泥稳定灰渣碎石的最大干缩应变分别为151.8μ和185.8μ,平均干缩系数分别为40.5μ.%-1和44.0μ.%-1;与传统材料相比,平均干缩系数降低了9.2%~11.5%。     

超高压密封件有限元分析研究

用于石油、化工等领域的高压密封容器，其密封件工作环境恶劣，容易出现严重变形、泄露和强度不够等故障．用有限单元法研究高压容器密封件的接触强度与变形同题，利用ANSYS和MATLAB软件分析了密封接触面在多工况下的接触压力、综合应力的分布及密封变形问题。揭示其变化趋势，为新型密封件的设计、选材提供分析依据．     

基于接触斑能量耗散轮轨磨损与损伤机制研究

为了建立轮轨磨损与损伤实验的统一标准,在目前实验方法研究轮轨磨损与损伤机制的基础上,提出了基于接触斑能量耗散轮轨磨损与损伤机制的分析方法. 针对轮轨磨损与损伤实验缺乏统一标准的现状,对不同实验方法获得的磨损与损伤结果进行对比分析;通过对不同实验结果的对比分析,提出了基于接触斑能量耗散轮轨磨损与损伤机制的分析方法,并分析了不同轮轨材料与实验方法的单位面积轮轨接触斑耗散能-磨损率曲线的变化规律. 研究结果表明:根据轮轨材料的单位面积轮轨接触斑耗散能-磨损率变化曲线规律及轮轨损伤特征,可将轮轨磨损划分为3个分区:轻微磨损、严重磨损、灾难性磨损,单位面积轮轨接触斑耗散能-磨损率曲线在实际应用中可预测轮轨磨损;轮轨接触斑耗散能准确地表征轮轨磨损率和损伤形式,可用于轮轨磨损与损伤数据的对比分析.      

地铁弹性短轨枕轨道的钢轨波磨萌生原因

为探明我国某地铁线路弹性短轨枕轨道曲线钢轨短波长波磨萌生原因,采用现场试验和数值仿真方法对其开展了研究.首先,通过现场试验确定钢轨波磨波长与轨道动态特性对应关系;其次,利用车辆-轨道耦合动力学模型计算轮轨接触参量,通过力锤敲击法获得现场轨道导纳特性;最后,基于轮轨接触参量和轨道导纳结果,建立钢轨波磨频域线性分析的数值模...     

城轨高架环境噪声特性与不同频段能量

测试了某城市地铁1号线一期高架线路普通整体道床无声屏障和道床垫式浮置板道床全声屏障区段的桥侧环境噪声, 分析了桥侧各测点的A计权总声压级与1/3频程线性声压级, 绘制了线性声压级云图, 研究了各频段噪声能量比例。分析结果表明: 道床垫式浮置板道床全声屏障能有效降低噪声源强处与桥侧环境噪声, 降噪效果、能量分布与频段和测点位置有关; 在桥面高度相近的测点, 降噪效果随距线路中心线距离的增大而减小, 而在近地面的测点, 降噪效果随距线路中心线距离的增大而增大; 降噪效果在中高频段明显大于低频段; 在1/3频程中心频率为20.0~31.5 Hz时, 距离线路中心线55.0 m处, 道床垫式浮置板道床全声屏障区段的线性声压级较普通整体道床无声屏障区段大0.82~6.96 dB; 在普通整体道床无声屏障区段, 在高出地面1.2、9.8 m处, 噪声能量以低于200 Hz为主, 在高出地面11.3 m处, 噪声能量以250~400 Hz为主, 在高出地面12.8 m处, 噪声能量以400~1 000 Hz为主; 在高出地面11.3 m处与200 Hz以下范围内, 普通整体道床无声屏障和道床垫式浮置板道床全声屏障区段的噪声能量持平; 在道床垫式浮置板道床全声屏障区段, 低于200 Hz的桥侧噪声能量较高, 因此, 建议根据高架桥旁敏感点的具体位置采取针对性减振降噪措施, 并重点关注低频噪声失去中高频噪声的遮蔽后尤显突出的问题。     

银基氧化物梯度复合材料的研究

通过粉末冶金法制备了银基AgZnO/AgZnO-CdO/AgCdO叠层材料和AgSnO2梯度触头材料,这种设计方法从功能梯度的角度出发,更准确地考虑到了电接触材料的实际工作情况。作为一种全新的电接触材料的设计方法,初步考察了两种复合材料的电导率、热导率及电侵蚀前后接触表面的形貌和元素成分分布情况。     

Synthesis and Applications of Porous Glass

Porous materials have received significant attention for catalyst, electrochemical energy storage, sensing and compound capture. Large surface area and connected inner channel make porous materials outstanding in the applications of catalyst, batteries and biomedicine. Glass is a traditional material and has the advantages of high stability and other physical properties. By combining the advantages of porous materials and glass, porous glass has been researched widely and applied to many leading-edge fields, such as batteries and sensors. This review presents common methods for synthesizing porous glass, including phase separation process(PSP), direct leaching process(DLP) of acid, sintering and so on. Three main steps for fabrication of each process are concluded. The recent applications are support, capturer and matter transport, and they are highlighted in this review. Future directions for preparing these materials are also discussed.     

界面材料参数和层间状态对钢桥面铺装体系受力的影响

借助有限元数值分析方法,分析了界面材料的弹性模量和界面层厚度变化对铺装体系受力的影响及不同层间接触状态下钢桥面铺装体系受力规律,论证了钢桥面铺装中界面黏结的重要性,对于界面层材料设计和施工具有重要的指导意义。     

发动机振动测试信号处理及分析软件设计

基于Matlab GUI平台设计了振动测试信号处理与分析软件,其可以快速地处理分析数据。通过某发动机悬置系统振动信号实例验证了软件的信号预处理、信号时域分析、信号频域分析功能,其可视化输出得出悬置振动信号能量在X方向主要集中在频率50Hz、75Hz和160Hz左右,Y方向主要集中在频率50Hz和160Hz左右,Z方向主要集中在频率50Hz和160Hz左右。相干分析结果基本都大于0.8,判定频响分析可靠,进而通过判断悬置上下所测信号幅值大小,判定该发动机悬置减震效果。该软件能有效快速地处理分析振动信号。     

半刚性基层材料振动试验方法

以最大程度地模拟现场碾压工况和效果为原则, 测试了室内外振动压实后的水泥稳定碎石干密度和级配, 研究了振动仪的振动参数对半刚性基层材料压实的影响, 提出半刚性基层材料振动试验方法。发现工作频率为30 Hz, 激振力为7.6 kN, 名义振幅为1.2 mm和工作质量为300 kg时振动效果最佳, 振动100 s时的最大干密度与现场干密度相等; 运用振动试验方法确定的最大干密度的准确度平均为100.0%, 振动法成型试件7 d无侧限抗压强度准确度平均为112.6%, 而重型击实试验方法的准确度平均为96.9%, 静压法成型试件7 d无侧限抗压强度准确度平均为42.9%。分析结果表明: 振动试验方法能够更好地模拟基层实际碾压效果, 成型的试件能真实地反映基层材料实际性能。     

目标壳体高频亮点回波结构的近似方法与分析

利用几何声线法分离了目标壳体高频亮点回波结构的精确解,结合波动理论建立了水下敷粘弹性材料多层壳体的近似模型,即通过等效的2层单层壳体的组合近似多层壳体,并推导了模型的亮点回波结构.通过分析不同情况下近似模型的回波构成,并与精确解相对比,验证了近似模型的可行性,也给出了目标回波构成与材料、频率之间的关系,以及壳体各部分在回波中的作用.分析结果表明,当损耗因子较大或频率较高时,反射回波的主要成分是吸声材料与环境介质间的回波,这为水中小目标的隐身设计提供了基础.最后,以聚脲为吸声材料验证文中结论的正确性.     

高速重载滑滚摩擦副表面损伤的力学特性

采用有限元法建立了M50钢滑滚摩擦副的弹塑性接触模型, 在接触应力约为4.0GPa、线速度约为50m·s^-1的高速重载工况下, 分析了其等效应力、剪切应力场与表层塑性变形, 研究了摩擦因数与相对滑动速度对M50钢滑滚摩擦副接触行为的影响, 并对比了M50钢双滚子滑滚试验中的表层塑性变形。计算结果表明: M50钢摩擦副的最大接触应力和椭圆接触区长、短轴长度的有限元分析结果与Hertz理论计算结果的偏差分别为2.66%、0.26%、6.43%;当摩擦因数由0.1增加到0.5时, 最大等效应力的位置由摩擦副次表层约0.5mm处逐渐向接触表面发展; 摩擦副表面发生胶合失效时的摩擦因数大于0.3, 接触表面最大等效应力大于1 700 MPa; 胶合失效发生时, M50钢摩擦副的应力和塑性应变具有特定的方向性, 表现在滑滚比分别为0.12、0.15条件下, 接触点处线速度较高的表面最大等效应力分别达到2 847、2 689 MPa, 产生较大的塑性应变, 最大值分别达到0.062、0.061, 而线速度较低的表面最大等效应力分别为2 269、2 101 MPa, 产生的最大塑性变形相对较小, 分别为0.040、0.039。     

基于弓网电弧模拟试验装置的电弧参数测量及分析

电气化高速铁路弓网相互作用是实现机车受流的关键环节,弓网电弧是评价弓网关系的重要特征.本文设计了一套弓网电弧模拟发生装置,该装置通过旋转轮盘与碳刷相对运动,产生旋转电弧,能够模拟受电弓与接触网的相对运动.系统试验最高电压100 V,电弧电流20 A,试验测试了静态电弧和动态电弧对系统的电压和电流的影响,并采用LABVIEW软件对其进行了谐波分析.谐波成分集中在500 Hz以下,且含有不规则间谐波.     

电力系统故障信号的短时傅里叶分析及其应用

根据短时傅里叶变换的滤波器组实现原理,研究了不同窗函数实现的５０Ｈｚ带通滤波器,分析比较了它们用于提取电力系统高压输电线路故障信号基频分量的能力。提出了一种具有实用价值的由一周波三角窗调制实现的５０Ｈｚ带通滤波器。     

硼灰土应用于道路底基层的力学强度试验分析

把废弃材料硼灰选作道路底基层的结构材料,通过加入石灰改善其水稳性能,测定常规的力学性能指标,并与以往常见的二灰土做指标对比,得出石灰稳定硼灰的水稳性较好,抗压强度、回弹模较高的结论。因此,硼灰土可以选作低等级道路的底基层的结构材料。     

基于电机动力吸振的高速列车蛇行运动控制

复兴号CR400BF高速动车组动力转向架的牵引电机采用特有的四点弹性架悬方式, 在电机和构架之间安装有横向液压减振器和横向止挡, 首次采用牵引电机作为动力吸振器来控制转向架蛇行运动稳定性和蛇行频率, 从而避免引起车体弹性模态共振; 考虑悬挂参数和轮轨接触非线性, 建立了复兴号动车组非线性多刚体动力学仿真模型, 通过悬挂模态计算和动力学时域仿真, 分析了关键参数对动车蛇行运动的影响规律; 基于将电机作为动力吸振器的原理, 优化了电机节点横向刚度和横向减振器阻尼; 考虑动车组运营中的轮轨匹配随机因素, 组合400种轮轨随机匹配状态, 仿真分析了动车的动力学性能; 开展动车组长期线路动力学跟踪试验, 研究了动力转向架蛇行运动演变规律。仿真与试验结果表明: 牵引电机弹性架悬下的构架横向加速度频谱图从以蛇行频率为主频的单峰值变化为主频在蛇行频率两侧的双峰值, 说明电机起到了动力吸振器的作用; 将电机作为动力吸振器能够提高动车蛇行运动稳定性, 具有不同等效锥度的典型轮轨匹配下非线性临界速度超过500 km·h^-1; 动车蛇行运动最高频率被控制在6 Hz附近, 远离车体中部菱形弹性模态频率8.5 Hz, 避免了转向架蛇行运动激起车体弹性共振; 动车组在轨道随机不平顺激扰下, 构架端部横向加速度小于0.5g, 平稳性指标小于2.5, 轮轴横向力和脱轨系数等运行安全性指标满足要求。     

掺加新型改良剂的水泥稳定粘土强度研究

以掺加了新型改良剂的水泥稳定普通粘土为研究对象,通过原材料试验、无侧限抗压强度试验、劈裂强度试验分析可以看出,这种新型改良剂与水泥共同作用,大大改善了粘土的力学性能,能够起到很好的固化粘土的作用。因此,掺加这种新型改良剂的水泥稳定材料在不同等级公路的基层施工中有广阔的应用前景。