CKD8C机车柴油发电机组整体安装架刚度的优化分析

针对CKD8C机车柴油发电机组安装架原始设计方案刚度较差的问题,在不改变安装架结构的前提下,通过拓扑优化、有限元优化,最终确定的6点支承方式可以提高其刚度,满足安装架设计要求.     

高速铁路无砟轨道路基面支承刚度研究

研究目的:为描述高速铁路结构设计中路基和地基的整体结构性能,提出并解释了路基面支承刚度概念,并对其工程意义及设计检测方法进行探讨.研究结论:路基面支承刚度是无砟轨道结构分析的重要参数,也是实现无砟轨道线下基础纵向刚度匹配的关键指标,可用于描述基床表层顶面对轨道结构地面的结构支承性能,同时也可作为轨道结构对路基结构性能的要求.通过对路基层状体系竖向刚度组合优化设计,可以实现路基面支承刚度的控制;通过不同断面的路基竖向刚度组合设计,可以实现线路纵向刚度调整,实现路基与其它构筑物刚度匹配.路基面支承刚度可通过承载板试验进行测试,承载板面积宜为1.0×1.0 m2～1.5×1.5 m2.     

CKD7F型内燃机车柴油发电机组安装座的静力有限元分析

本文用大型分析软件ANSYS，对CKD7F型内燃机车柴油发电机组安装座的原设计方案进行了静力有限元分析，在此基础上，提出了安装座的改进措施，并对之作了改进分析。分析表明：原方案安装座的强度满足设计要求，但刚度达不到设计要求；改进方案安装座的强度和刚度能满足设计要求。     

单元双块式无砟轨道支承层假缝设置优化

单元双块式无砟轨道支承层假缝与道床板伸缩缝对齐设置能够有效引导支承层裂缝发展,但伸缩缝位置轨道结构竖向抗弯刚度较小,列车通过时基床应力应变幅值较大,且在多雨潮湿环境中,雨水等杂物易侵入下部基础,破坏结构稳定.针对支承层假缝与道床板伸缩缝对齐设置存在的缺点和不足,对支承层假缝设计进行优化:伸缩缝位置支承层上表层铺设一定长度的土工布,土工布中心线与伸缩缝中心线重合,土工布两侧支承层分别切割深度为支承层厚度1/3的假缝.土工布的铺设使得板端形成一定长度的分层隔离区,通过对不同长度隔离区设计方案在温度、温度梯度或列车荷载等作用下的响应分析,并结合现场施工经验,发现隔离区长度在800～1 000 mm或1400～1 600mm时结构性能良好.综合考虑,土工布铺设长度选为1 720 mm.     

对转8A型斜楔摩擦减振装置检修要求的探讨

本文对转８Ａ型斜楔摩擦减振装置中摇枕，斜楔及侧架立柱磨耗板各摩擦面的靡磨耗量与摇枕弹簧支承面，斜楔弹簧支承面之间相对位置的关系进行了分析，计算。对检修要求提出了修改建议。     

变刚度弹簧组系统优化设计

根据变刚度弹簧减振装置的运用特点，对其性能进行了分析研究，确定了变刚度弹簧组的性能参数及其与弹簧组中各弹簧性能参数之间的关系。从系统论的观点出发，将变刚度弹簧组中的各弹簧作为一个整体进行研究，以变刚度弹簧组中各弹簧的簧丝直径、弹簧中径及有效圈数为设计变量，以弹簧总质量最轻为目标函数，建立了满足静强度条件、疲劳强度条件、稳定性条件和安装条件，并能反映变刚度弹簧减振装置参数的变刚度弹簧组优化设计模型。采用有限元分析软件ANSYS中自带的优化设计模块中的一阶优化方法编制了APDL语言优化设计程序。以某铁路货车车辆变刚度弹簧组为例，进行了优化设计计算。实例分析表明，本文所提出的设计方法比传统设计方法简单易行、结果合理。     

两级刚度螺旋弹簧组可靠性优化设计

针对两级刚度螺旋弹簧的结构特点，充分考虑到材料性能和弹簧载荷等随机因素的影响，按照在满足弹簧特性和安装空间要求的前提下追求可靠度最大的原则，提出了两级刚度螺旋弹簧组的可靠性优化设计方法。     

新型简化列车走行装置

转向架是机车车辆在曲线运行时，对轮对进行径向调节以及使横向力均匀地分布在轮对上，因此具有重要意义。传统转向架具有二系弹簧悬挂装置，结构比较复杂，重量大、成本高。德国铁路提出一种简化的轻型走行装置方案，取消第～系弹簧悬挂装置，仅保留第二系弹簧悬挂装置。同时采用活动轮以取代两个车轮刚性连接的轮对，这样大大简化走行装置的转向架构架，所以车底架的支承力无需通过构架传到轮对上，而是直接传到轮对上。在车底架和轮对之间设置一种辅助架，而辅助架相对于车底架仅产生位移而不装设弹簧。辅助架和车底架之间设有滑板，以使辅助架相对于车底架能够发生位移运动，辅助架通过弹簧支承在轮对上（即第二系弹簧悬挂装置）。通过模型模拟试验表明，这种简化轻型走行装置能够起到传统转向架的作用，尤其高速运行时。但有两个缺点值得注意：由于轮对弹簧挠度大，不宜安装空心轴传动装置，但可以安装关节轴；辅助架和车底架之间的滑动面是薄弱环节，但可以采甩合成材料制成。     

软弱围岩隧道钻爆法机械化施工关键技术及装备

为实现软弱围岩大断面隧道钻爆法机械化施工，依托渝昆高速铁路（重庆—昆明）来福隧道，对凿岩钻孔与拱架安装施工工艺进行了研究。通过加长臂改造改进了凿岩台车，以适应软弱围岩条件下台阶法钻爆开挖隧道。通过增加托举装置的延长杆，改进了三臂拱架安装台车；结合“一长两短”的上台阶初期支护钢拱架设计方案，实现了拱顶初期支护钢铰接+三臂拱架安装的施工工艺。通过现场试验，采用改进后的凿岩台车施工，与传统人工手持风枪凿岩相比，两台阶与三台阶断面钻孔作业，施工效率分别提升89%、90%；采用改进后的拱架安装台车施工，与传统人工配合机械安装拱架相比，Ⅳ、Ⅴ级围岩段施工效率分别提升72%、81%。可见，采用改进后的凿岩台车和拱架安装台车机械化施工不仅可以提高施工效率，还可以降低施工风险。该套施工设备可在类似工程推广应用。     

大跨度刚构拱桥横向设计参数研究

研究目的:针对宜万线宜昌长江大桥初步设计中横向受力不利的特点,提出4类有效的构造设计措施.通过对横隔板(横梁)的设置位置、构造尺寸等参数的敏感性分析,揭示构造措施的作用机理和效率.根据参数研究成果,提出现行最优构造设计方案,并通过仿真分析验证其可靠性,为同类桥型设计提供参考.研究结论:(1)采用横隔板方案的弹性支承效应对箱梁断面整体受力有一定影响,而采用横梁方案能够简单、直接地改善顶板应力状态.施工设计时应结合二者构造措施的长处,提出组合构造设计方案,全面改善箱梁整体受力性能.(2)从吊杆轴力变化规律可以看出,各计算方案下吊杆轴力基本无变化.这表明,横隔板(横梁)的设置只改变箱梁的横向刚度,对竖向刚度的影响极小.再次验证了横隔板的弹性支承效应只改变箱梁内部的传力途径,对梁、拱的刚度比例无明显影响.     

LEU电缆检测盒安装架的结构设计

阐述了LEU电缆检测盒(ECI盒)安装架的设计方案和实施效果,解决了在现场复杂条件下LEU电缆检测盒安装不便的问题.     

铰接式高速客车抗侧滚稳定器参数的研究

衡量车辆抗侧滚能力的主要指标是柔性数，影响柔性系数的主要原因是车辆悬挂系统的刚度，采用抗侧滚稳定器是提高车体的侧滚刚度有效方法，本文根据满足柔性系数的原则，分析了铰接式高速客车车组所需要的附加抗侧滚刚度，并根据铰接式车组中车辆与转向架的支承特点，得到每节车辆所需附加抗侧滚刚度，并提出了铰接车组中抗侧滚稳定器的分布位置。     

轴向流动中可移动弹性支承黏弹性圆柱体的动力特性

分析了轴向流动中可移动弹性支承对黏弹性圆柱体动力特性的影响.以弹性支承点为分界点,分段建立了运动微分方程,同时还建立满足支承点处的连续条件.应用微分求积法导出其特征方程,运用Matlab语言编程求解黏弹性圆柱体在轴向流动中的前三阶复频率,对可移动弹性支承的弹簧刚度和支承点位置对圆柱体动力特性的影响进行了分析.     

斜拉索-阻尼器系统的动力特性分析

斜拉桥拉索的大幅振动越来越引起人们的关注 ,目前减振的主要手段是安装阻尼器 .本文推导了由模态坐标表示的斜拉索 阻尼器系统运动方程 ,对拉索垂度、弯曲刚度、阻尼器位置和阻尼系数等因素对拉索 阻尼器系统的动力特性的影响进行了分析 ,所得结果对斜拉减振阻尼器优化设计具有一定指导意义 .     

移动式动态线路加载车跟随系统的设计与实现

移动式动态线路加载车通过曲线时,如不主动控制,安装在仪器车车底的刚度检测架与轨道之间会有偏移,当曲线半径很小时,刚度检测架上的激光位移传感器就会超出量程,造成曲线地段轨道刚度无法测量。为此,设计了刚度检测架跟随系统。本文介绍了跟随系统的机械结构设计和运动控制软硬件设计。目前该系统已成功应用到移动式动态线路加载车上。     

特殊浮置板轨道隔振效果的三维数值研究

针对城市轨道交通可能引发的低频振动,采用特殊浮置板轨道进行室内激振试验.运用MIDAS/GTS程序,建立"轨道-隧道-地层"三维耦合模型,选取不同弹簧刚度和支承间距的4种组合,计算简谐荷载作用下的加速度响应,分析浮置板上、隧道底板上和地表的竖向、水平加速度级和不同位置的加速度级损失.结果表明:①在浮置板和隧道底板上,竖向加速度级量值比水平加速度级大;距隧道中线20 m处地表,水平比竖向加速度级大;②在支承间距不变的情况下,轨道的基频与弹簧刚度成正比;弹簧刚度不变时,轨道的基频与支承间距成反比;③弹簧刚度的降低和支承间距的增大,可提高隔离低频竖向振动的效果,加速度级损失可达47dB以上;④弹簧刚度越小、支承间距越大,则对于基频以上频段,隔离低频水平振动效果越好,对于基频以下频段,隔振效果越差.     

牵引电机悬挂方式对机车横向稳定性的影响研究

以刚性架悬、弹性架悬和半体悬高速动力车为研究对象分别建立动力学分析模型,对它们的横向稳定性进行对比分析研究。另外,针对设计方案中高速动力车低速运行时轮对横向振动出现小幅度的极限环振动问题,分析了3种高速动力车横向稳定性对一系纵向刚度变化的敏感性。结果表明半体悬高速动力车的非线性临界速度最高,刚性架悬高速动力车的非线性临界速度最低,弹性架悬高速动力车的非线性临界速度居中;3种高速动力车的非线性临界速度都会随着一系纵向刚度的增大而减小,刚性架悬和弹性架悬机车在低速运行时轮对横向振动的极限环振幅随着一系纵向刚度的增大会有所增大。     

斜支承曲线梁桥内力影响因素分析

为了深入了解斜支承曲线梁桥的受力性能,基于结构力学的力法原理,推导了任意斜度的斜支承曲线梁桥的内力计算公式。以这些公式为依据,编制了相应电算程序,详细分析了荷载作用位置、荷载类型、弯扭刚度比、斜度、圆心角等因素对斜支承曲线梁桥受力性能的影响。绘制的大量曲线清晰地显示了各项因素对斜支承曲线梁桥受力性能的影响规律。     

一种确定弹性支承块式无碴轨道刚度的新方法

为确定弹性支承块式无碴轨道的合理刚度,提出以轨道应力与变形、动态轨距扩大及轨道动力响应参数为指标确定轨道刚度的方法。该方法运用有限单元法,建立弹性支承块式无碴轨道应力与变形、动态轨距扩大及动力响应3种计算模型,分析刚度对轨道应力与变形、动态轨距扩大及动力性能的影响。结果表明:增大钢轨支点刚度能减小钢轨弯曲应力和挠度,增大块下胶垫刚度能减小支承块位移;扣件刚度是影响动态轨距扩大的主要因素;增大扣件刚度能使支承块的加速度迅速增大。最后提出200 km/h弹性支承块式无碴轨道的合理刚度。     

轨下支承刚度对弹性支承块式无砟轨道行车安全性影响研究撤回

为探究弹性支承块式无砟轨道在重载铁路中的适用性,以蒙华铁路隧道应用的弹性支承块式无砟轨道为例,开展重载列车作用下轨下支承刚度对弹性支承块式无砟轨道轨道行车安全性影响研究,以期为大轴重下无砟轨道结构选型及设计提供参考意见。通过建立重载列车—弹性支承块式无砟轨道结构动力学精细化耦合模型,设置不同轨下竖向刚度与轨下横向刚度工况,分析重载列车轮轨竖向力、轮轨横向力、脱轨系数、轮重减载率以及磨耗指数等行车安全性指标变化,并提出合理的轨下支承刚度取值范围。研究结果表明：轨下支承刚度变化主要影响车轮与钢轨间的接触状态,从而影响轮轨接触斑区域及该区域内局部应力状态。随着通行总重量增加,轨下竖向刚度会逐渐增加,因此轨下支承刚度应确保在较低范围内变化。对轨下支承刚度进行合理设置可以改善轮轨接触界面状态,还能够改善轮轨作用力分布,降低钢轨磨耗指数,增加重载铁路钢轨使用寿命。根据列车运行安全性指标变化情况考虑,轨下竖向支承刚度取120～160 kN/mm较为适宜,轨下横向支承刚度取160～200 kN/mm较为适宜,以保证重载铁路钢轨的合理使用寿命及降低换轨周期。