螺旋圆弹簧的横向刚度分析

分析比较几种国内外常用的螺旋圆弹簧横向刚度计算方法发现,由于各种方法使用的螺旋圆弹簧计算高度算法不同,导致螺旋圆弹簧横向刚度计算结果有比较大的差异。为此定义螺旋圆弹簧自由高与簧条直径之差为螺旋圆弹簧有效自由高度,用以统一各方法中的螺旋圆弹簧计算高度算式。计算结果表明,当螺旋圆弹簧的有效自由高度与垂向挠度之差等于螺旋圆弹簧计算高度时,用各种方法计算出的螺旋圆弹簧横向刚度与试验结果最为接近。     

轴箱螺旋压缩圆弹簧横向刚度分析

常规的螺旋压缩圆弹簧横向刚度分析方法确定的铁道机车车辆轴箱弹簧横向刚度理论值与试验值相对误差较大，现将现有计算螺旋压缩圆弹簧横向刚度公式中的计算高度进行修正，导出确定轴箱弹簧横向刚度计算式，理论值与试验值间的最大相对误差小于12％，满足工程应用要求。     

串联橡胶垫的高圆钢弹簧刚度与横向稳定性分析

为了精确计算串联橡胶垫的高圆钢弹簧各向刚度参数,现以出口斯里兰卡内燃动车组动力车转向架二系悬挂元件为例,运用有限元法对橡胶垫与高圆弹簧串联系统的各向刚度进行分析,将该分析结果与公式法计算结果和试验数据进行对比,并且对串联系统的横向稳定性进行了试验研究。结果表明采用有限元法的计算结果具有较高的精度。串联系统的倾覆稳定性的工作值小于临界值,且通过横向大位移稳定性试验和列车线路运行试验得到了验证。     

安哥拉客车转向架二系悬挂系统稳定性分析

在通过不同半径曲线时,对安哥拉全钢弹簧客车转向架二系高圆钢弹簧两端加橡胶垫悬挂系统的橡胶垫和圆柱形螺旋压缩高圆钢弹簧的水平方向位移、刚度和强度进行分析。基于经典材料力学方法开发的分析程序,在规定的运用工况下,通过分析和计算橡胶垫的强度,4种车型的高圆钢弹簧的刚度和强度,二系悬挂系统的稳定性均满足设计要求。     

预制拼装综合管廊结构设计计算方法

依托成都市蜀龙五期马蹄形预制拼装综合管廊工程,首先将修正惯用法、弹性铰法的弯矩计算结果分别与梁-弹簧法弯矩计算结果进行对比,然后采用梁-弹簧法对预制拼装综合管廊设计参数进行敏感性分析。结果表明:修正惯用法刚度折减系数的不同取值对结构弯矩影响较小;刚度折减系数取0.9时,修正惯用法计算结果最接近梁-弹簧法;弹性铰法旋转弹簧刚度的不同取值对结构弯矩影响较小;旋转弹簧刚度为2.5×104k N·m/rad时弹性铰法计算结果最接近梁-弹簧法;与修正惯用法相比,弹性铰法计算结果更接近梁-弹簧法;基床系数、偏压荷载等设计参数对结构内力及长短轴收敛变形均有不同程度的影响。     

错缝拼装及土层刚度对盾构隧道横向刚度有效率的影响研究

针对盾构隧道横向刚度有效率取值及其影响因素,借助有限元软件建立三维壳-弹簧模型,计算综合考虑错缝拼装与地层抗力作用下的横向刚度有效率,探讨不同错缝拼装角度和地层抗力系数对隧道横向刚度有效率的影响。结果表明:典型珠三角地区错缝拼装时的横向刚度有效率为0.75,较通缝拼装0.65增加了15%。横向刚度有效率随着错缝角度的增大而增大,当错缝角度超过45°时,刚度有效率的变化趋于稳定。横向刚度有效率随着地基反力系数的增大,呈现线性增长趋势。     

机车高圆簧的有限元分析

针对机车高圆簧计算的传统力学方法,提出了与高圆簧实际情况更为相符的有限元计算模型并进行了计算分析。模型考虑高圆簧支撑圈几何形状的变化,计入了弹簧两端的橡胶垫,考虑了弹簧变形时几何非线性和接触非线性条件,并根据机车通过曲线等高圆簧工作的实际工况进行了计算。有限元计算结果表明,弹簧受力时横截面上存在很大的法向应力,尤其在通过曲线时其法向应力甚至增大到了不容忽略的程度;弹簧两端橡胶垫起到了降低法向应力的作用;高圆簧上显示着远比传统力学方法计算结果更为复杂的应力分布。而传统的力学计算方法只能计算出弹簧在轴向压力工况下的刚度和剪切应力。     

机车转向架复合弹簧悬挂系统稳定性分析方法的讨论

主要讨论现有复合弹簧悬挂系统稳定性分析方法的局限性，提出了刚度法。分析表明，该方法对高圆簧一端串联回式橡胶弹簧悬挂系统的计算精度较高；对高圆簧一端或两端串联圆柱形橡胶弹簧的计算精较低。其主要原因在于复弹簧系统临界载荷计算公式中修正系数１．２５选得不合理。     

考虑湿接缝刚度损伤的桥梁荷载横向分布计算方法

在外界环境和养护不足影响下,在役的桥梁往往会出现横向连接结构的损伤。为了研究在役多梁式桥梁的荷载横向分布系数,在传统刚接梁法的基础上,考虑湿接缝刚度损伤导致的梁间剪力和弯矩传递的折减效应,根据力法原理建立正则方程并简化,推导出考虑湿接缝刚度损伤的修正刚接梁法。应用ANSYS有限元软件进行实体仿真分析并与本文方法计算结果进行了对比。结果表明,湿接缝刚度损伤对在役桥梁荷载横向分布系数有影响,本文方法计算得到的荷载横向分布系数更接近实际情况。     

考虑畸变变位的多梁式小箱梁桥横向分布计算

传统的刚接梁法在计算多梁式小箱梁横向分布形成系数矩阵时并未考虑小箱梁畸变变位,为研究小箱梁畸变效应对小箱梁横向分布系数的影响,在刚接梁法的基础上,在形成系数矩阵式时加入小箱梁畸变引起的角点位移项,推导出考虑畸变变位该项参数的修正刚接梁横向分布理论计算方法,并与ANSYS实体单元模型横向分布输出结果进行对比分析。研究结果表明:考虑畸变效应的修正刚接梁法计算的横向分布系数更接近有限元数值方法计算结果。     

泊松比在薄壁箱梁约束扭转和横向内力分析中的影响

为准确分析薄壁箱梁的约束扭转效应和横向内力,结合弹性力学中平面问题的几何和物理条件,提出基于乌曼斯基第二理论分析约束扭转时应考虑泊松比对弹性模量的修正,基于框架分析法分析畸变横向内力时应考虑泊松比对各板件横向弯曲刚度的修正.结合箱梁数值算例,不考虑泊松比或按工程中常用的材料选取不同的泊松比,详细分析了泊松比对约束扭转效应和横向弯矩的影响.研究结果表明:考虑泊松比时,扭转翘曲正应力和横向弯矩与有限元结果吻合良好;与不考虑泊松比时的计算结果进行比较,当泊松比为0.37时,扭转翘曲正应力可提高28.41％,反对称荷载下的横向弯矩可减少24.97％.因此,约束扭转分析时应考虑泊松比对弹性模量的修正,横向内力分析时应考虑泊松比对横向弯曲刚度的修正.     

铁道车辆转向架摇动台悬挂系统横向刚度研究

在转向架的发展过程中,为了改善铁道车辆的动力学性能,提出摇动台式二系悬挂系统,其由摇枕、螺旋压缩圆弹簧、弹簧托盘和吊杆组成。文章基于摇动台结构的工作原理,导出摇动台系统的横向刚度计算方法,为此类转向架改进设计提供理论基础。     

桥梁群桩基础抗震简化计算模型的适用性研究

本文对群桩基础常用的抗震简化计算模型进行对比分析,指出各计算模型间的差异。在此基础上,提出改进的分层文克尔弹簧模型,并在该模型中采用桩身的等效面积比η间接考虑桩侧摩阻力和桩底土竖向抗力的影响。分析结果表明:应用集中弹簧模型模拟桩基础的柔性效应时,应考虑耦联刚度的影响;应用分层文克尔弹簧模型模拟群桩基础的桩土相互作用时,应考虑桩侧摩阻力和桩底土抗力的影响;在改进的分层文克尔弹簧模型中,桩身的等效面积比η随桩长及桩底土竖向地基系数的增加而增大,随桩径的增加而减小,且η值越大,对桥墩及桩基础的地震响应影响越大,只有当η接近1.0时,方可采用分层文克尔弹簧模型进行抗震分析。     

装用SW-160型转向架客车动力学性能优化分析

针对装用SW 160型转向架的客车进行动力学性能分析计算,重点分析运行平稳性。分别进行了空气弹簧节流孔直径尺寸、二系悬挂横向刚度值、二系悬挂横向阻尼系数值等不同参数的优化分析工作。通过改变这些悬挂参数并与原型参数结果进行对比,找出优选方案,提出改善车辆运行性能的办法。对计算结果与振动试验台试验结果进行对比分析,以验证变化规律的一致性。     

郑州地铁盾构隧道管片衬砌不同计算模型比较

针对郑州地铁某盾构区间隧道,在隧道覆土厚度、地层、地下水位和其他条件相同情况下,采用均质圆环法和梁-弹簧模型两种方法对管片衬砌的内力和变形进行了计算比较。均质圆环法弯矩较大,相应变形和轴力较小。均质圆环法与圆环刚度有效系数相关,有效系数越大,弯矩越大,变形和内力越小。梁-弹簧模型不仅考虑环向接头刚度还考虑了纵向接头刚度(径向和切向),与实际情况较为接近。     

并联高挠圆簧两端串联橡胶弹簧系统水平方向刚度分析

为了降低高挠圆簧的工作应力和组合弹簧系统的水平方向刚度值，铁道机车车辆转向架二系弹簧悬挂系统采用并联高挠圆簧两端串联橡胶弹簧结构。基于经典弹簧水平方向刚度分析理论，建立了高挠圆簧和橡胶弹簧的力和力矩与线位移和角位移关系式，导出了并联高挠圆簧两端串联橡胶弹簧的水平方向刚度分析的直接计算方法，为此类系统设计提供了理论依据。     

斜腹板薄壁箱梁横向内力分析及其参数影响研究

基于薄壁箱梁畸变理论,考虑畸变位移与框架位移之间的协调条件,建立斜腹板单箱单室箱梁横向内力计算的解析公式。在刚性支承框架分析基础上,通过引入横向弯矩修正系数,反映箱梁畸变变形对横向弯矩的影响。详细分析竖向偏心荷载作用下,斜腹板倾斜程度及梁高变化对横向弯矩的影响规律。研究结果表明:按文中公式求得的箱梁横向弯矩与有限元软件Ansys壳单元计算结果吻合良好,从而验证了本文公式的正确性;在通常的偏心荷载作用下,当斜腹板的俯角约为12°,箱室高宽比约为0.55时,顶板的横向弯矩峰值最小;随着俯角及高宽比的增大,离偏心荷载较近的顶板角点横向弯矩修正系数逐渐增大,而较远的角点横向弯矩修正系数急剧减小,当俯角及高宽比很大时修正系数均趋近于1。     

带减振扣件的整体道床轨道横向稳定性分析

为分析列车制动力和温度荷载对小半径曲线上带减振扣件整体道床轨道横向力学特性的影响,为小半径曲线上无砟轨道设计提供理论依据。参考贵阳地铁1号线带减振扣件的整体道床结构形式,简化钢轨-桥梁-墩台垂向耦合力学模型,应用有限单元法,计算分析不同列车制动力和温度力对小半径曲线桥梁轨道结构横向力学特性的影响。计算分析结果表明：从无砟轨道稳定性角度出发,对于在有小半径曲线桥梁上的带减振扣件的承轨台整体道床轨道,建议当圆曲线半径为450 m时,扣件横向刚度要大于5×107 N/m;当扣件横向刚度为5×107 N/m时,圆曲线半径要大于450 m;当扣件横向刚度为1×108 N/m时,圆曲线半径要大于350 m。当圆曲线半径为450 m时,为减小制动力对曲线钢轨的影响,建议尽量减小曲线长度,缩小钢轨横向位移值。     

桥上无缝线路断轨力深化研究

现行TB10015—2012《铁路无缝线路设计规范》中断轨力取值偏于保守,往往限制桥梁设计。以铁路常用的16,20,24,32,40 m简支梁为研究对象,建立钢轨-桥梁-桥梁墩台三维有限元空间力学计算模型。考虑无砟及有砟轨道类型、不同简支梁墩台刚度,分别模拟计算双线4根钢轨折断、单根钢轨折断工况下的墩台断轨力,在此基础上,提出简支梁断轨力计算公式修正系数。研究结果表明,墩台刚度接近刚性时,16m, 40m跨长简支梁修正系数分别为规范值的0.98, 0.8倍,即简支梁跨长越长,修正系数越小;40m跨长简支梁在铺设无砟轨道、有砟轨道的修正系数分别为规范值的0.8, 0.9倍,即相同跨长简支梁下,无砟轨道修正系数小于有砟轨道。     

铁道车辆螺旋压缩圆弹簧的计算机辅助设计

根据铁道车辆用螺旋压缩圆弹簧的结构特征,在SolidWorks平台下,利用Visual C++语言对弹簧参数化设计进行二次开发,完成了对现有铁道车辆用螺旋压缩圆弹簧的参数建模,并基于现行铁道技术规范,开发出车辆一级刚度单卷弹簧、一级刚度双卷弹簧组和两级刚度双卷弹簧组参数化模块,缩短了铁道车辆弹簧的设计周期,提高了设计质...