桥梁防护墙在不同车型列车碰撞作用下的防护效果

为探究桥梁防护墙的防护作用及列车头车脱轨碰撞防护墙后的运行状态,在Hypermesh软件中建立多种车型列车头车与桥梁防护墙碰撞的有限元模型,研究列车脱轨后与桥梁防护墙的碰撞过程。研究表明：A型动车组头车在无砟轨道上脱轨后,一侧车轮会掉入防护墙与底座板之间的空隙中,车体有明显的爬墙和倾覆趋势,防护墙承受的碰撞力达1 144 kN,防护墙严重破损,碰撞过程较为危险;B型动车组在有砟轨道上脱轨碰撞防护墙过程中,主要碰撞部位集中于设备舱豁口处,该部位会破坏防护墙上层单元进而出现车体爬墙现象,防护墙承受的碰撞力达345 kN;C型机车在有砟轨道上脱轨碰撞防护墙的过程中,碰撞部位集中在排障器边缘处,其切削作用于防护墙,没有出现爬墙现象,故较其他车型更安全,防护墙承受的碰撞力为292 kN。     

基于定性微分对策的列车碰撞防护方法

为满足轨道交通运营中列车与列车安全间隔控制及碰撞防护的需求,利用定性微分对策理论分析了两列车的侧面冲突和追尾碰撞问题,建立了对应的数学模型.将前行列车和后续列车分别定义为逃方和追方,利用微分对策理论推导出追逃列车双方为了达到各自目的所应采取的最优控制策略和界栅图,确定了对策状态空间的捕获区和躲避区.通过计算捕获面积对各...     

正面斜碰撞下列车脱轨行为与机理研究

随着列车提速和高速化发展,列车运行安全性和可靠性保障要求愈发受到关注和重视。尽管列车具有一系列主动安全保障措施,但如果发生意外碰撞脱轨事故,将造成灾难性后果和巨大经济损失。为进一步揭示列车碰撞脱轨机理、提升列车碰撞被动安全性能,建立包含车体、转向架、悬挂系统及缓冲吸能装置的三编组列车碰撞有限元模型,考虑材料、几何和接触等典型的碰撞动力学非线性特征,仿真模拟正面斜碰刚性墙引起的车体结构动态响应与列车脱轨行为,讨论列车碰撞速度(36,50和72 km/h)、碰撞角度(30°～65°)和轮轨摩擦因数(0.1,0.2,0.3,0.4)等关键参量对列车碰撞脱轨行为的影响规律与机理。研究结果表明,车体头部界面碰撞力通过悬挂系统传递至轮对,引起轮轨纵向、横向和垂向接触力剧烈振荡,导致头车前、后转向架轮对均以爬轨/侧滚组合的形式脱离轨道,且轮轨横向力随着列车碰撞速度的增大显著增加;头车碰撞界面横向力随着碰撞角度的增大呈现先增大后减小的趋势,而纵向及垂向界面碰撞力均随着碰撞角度的增大而增大;较高的轮轨摩擦因数容易引起列车碰撞过程中车轮跳轨,但会抑制车轮爬轨行为。研究结果可为列车碰撞被动安全设计与脱轨防护...     

车辆乘员碰撞安全防护研究

结合我国车辆客室设施与布置,参考国外车辆乘员伤害标准,采用假人时轨道列车碰撞事故中乘员二次碰撞的过程进行了计算机仿真和伤害分析,并研究和比较了3种客室内部桌椅的布置方式对乘员安全的影响,最后提出了碰撞事故中乘员安全防护的建议。     

基于有限元的跨座式单轨车辆正面碰撞仿真研究

在阐述碰撞过程数据模拟计算相关理论、思路和实现方法的基础上,以跨座式单轨车辆为研究对象,建立了跨座式单轨车辆的正面碰撞仿真有限元模型,并在一定的初速度下进行了正面碰撞仿真模拟,对结果进行了分析。     

列车防碰撞装置及动力学仿真

阐述了防碰撞列车采用能量吸收装置和在车体端部设置变形区域降低碰撞作用力的设计原理。针对国内外甘防碰撞列车建立了碰撞模型，进行了碰撞动力学仿真计算。计算表明，列车防碰撞装置能够较好地减缓冲击，降低碰撞作用力。     

新型高速动车组碰撞仿真分析

高速列车在运行过程中一旦发生碰撞事故,不但会损坏车辆结构,而且还会严重威胁乘客的生命安全。因此,高速列车的被动安全性越来越受到各主机厂的重视。对高速列车进行耐撞性能研究并设计吸能结构,能够有效降低高速列车在意外碰撞事故中的受损程度,同时还可以有效保护司乘人员的安全。文章以时速400 km动车组为研究对象,基于被动安全的设计思路,按照标准EN 15227:2008+A1:2010对C-Ⅰ类型的碰撞描述进行了耐碰撞仿真计算与分析,评估了其防碰撞性能,并结合计算结果给出了改进建议。     

城市轨道交通列车碰撞防护系统设计与研究

城市轨道交通作为一个复杂系统,由基于车-地双向通信的列车运行自动控制系统来保证运营安全。为了弥补普遍应用的列车控制系统过度依赖地面控制中心和车-地通道的不足,提出一种新型的城市轨道交通碰撞防护系统(CASUMT),该系统叠加于既有列车运行控制系统之上,基于"车-车通信"技术实现列车碰撞防护。设计列车碰撞防护系统总体结构和工作原理,并详细研究系统的关键技术;通过合理简化,并对系统的可靠性与安全性进行建模分析对比,研究结果表明:增加碰撞防护系统的城市轨道交通列车运行控制系统可有效提高运营效率,保障运营安全。     

B120型车体碰撞仿真研究

城轨车辆碰撞安全性设计是城轨车辆设计中一个重要问题。文章根据现代城轨车辆碰撞方面相关标准及数据,使用有限元仿真软件对不同速度下的B120型车体进行碰撞仿真计算,观察吸能装置及防爬装置的主要作用,考察整车防碰撞能力,以及防爬器的防爬性能和吸能能力。结果表明该型车体的结构设计完全符合技术协议的防碰撞要求,具有较高的合理性。     

基于杆系有限元在深基桩支护中的应用研究

在采用弹性理论结合有限元法建立力学计算模型的基础上,将开挖面以上支护桩(墙)取为梁单元,开挖面以下取为弹性地基梁单元,将锚杆模拟为弹簧,考虑土体对支护结构的摩擦效应和土压力形成的动态过程,采用弹性杆系有限元法编制有限元程序,并结合工程实例分析了桩(墙)锚杆支护结构的位移和内力变化情况,为深基坑桩(墙)锚杆支护结构的设计理论和方法提供了参考依据.     

基于ANSYS的无缝渡线道岔有限元分析研究

为能客观反映无缝道岔实际受力情况,通过坐标定位的方法建立无缝道岔的精确有限元模型,并在此基础上建立组合无缝道岔的有限元整体分析模型;应用有限元软件ANSYS的APDL参数化建模技术,对车站中存在的不同夹直线长度无缝渡线道岔进行分析,并通过与单开道岔的对比,得出无缝渡线道岔的受力和变形规律.     

预制装配整体式混凝土剪力墙结构墙板节点非线性有限元分析

节点之间如何连接、传力、协同工作是装配式钢筋混凝土结构所需研究的核心问题,具体来说就是节点之间的钢筋连接和混凝土界面的处理。在已有试验的基础上,采用ANSYS有限元分析软件中的弹簧单元模拟混凝土界面模型,对墙板节点进行非线性有限元分析,并与试验结果进行比较,结果符合较好,验证了有限元模型和计算参数的合理性。并对连接钢筋强度和锚固形式对节点受力性能的影响进行比较。研究结果表明:预制装配整体式剪力墙结构墙板节点具有良好的承载力,在节点连接可靠的情况下可以达到与现浇结构构件相当的抗震性能。     

车轮不圆顺轮轨滚动接触行为的动态有限元仿真方法

高速轮轨滚动接触行为涉及几何、材料和接触非线性,动态效应显著,加之轮轨缺陷引起的接触不平顺等诸多因素的耦合影响,以及轮轨缺陷的尺寸、形状、位置和分布的随机性特点,给准确求解高速轮轨系统的动态响应带来极大挑战.针对上述诸多困难,以车轮不圆顺为例,提出将其转换为轮轨接触位移不平顺的动态有限元仿真方法,该方法在考虑轮轨系统强...     

基于混合有限元法的钢箱拱相关稳定分析

针对薄壁结构提出了一种混合有限元方法,对结构关心的部位采用板壳单元模拟,其他部位采用杆系单元模拟,根据平截面假定推导了2种单元在交界面处的约束方程,由此建立整体混合有限元模型。通过算例验证了该方法的可靠性,可以计算薄壁结构的整体稳定、局部稳定和整体局部相关稳定。用该方法对某座刚构-单肋钢箱系杆拱组合桥梁进行特征值和弹塑性稳定分析,得到了相应的稳定系数和失稳模态。实例显示,该方法既可以弥补梁单元模型无法计算构件局部屈曲的不足,又可克服局部板壳模型无法准确模拟其整体边界条件及工作环境的缺点,还可以避免全结构板壳模型产生过多单元数量和庞大结构刚度矩阵的弊端,计算可靠性和计算效率大大提高。     

基于有限元-边界元无砟轨道声辐射特性分析

建立无砟轨道系统高频振动边界元模型,运用有限元和边界元相结合的方法,将已经计算出的轨道系统垂向高频振动响应作为声辐射计算边界条件,得到钢轨与轨下结构的声辐射特性。分析结果表明:钢轨和轨道板对噪声的贡献量中,在800～3 000 Hz时主要是以钢轨的声辐射为主,在0～500 Hz时主要以轨道板的声辐射为主;随着距离的增长,轨道系统的声辐射呈线性递减趋势;钢轨部位声辐射要比轨道板部位的显著,平均大15 dB左右,轨腰的声辐射量要比钢轨其他部位的显著。本文预测轨道系统噪声的结果与其它模型得出的结果都有很好的一致性,说明本文的模型与做法是合理可行的,为以后的铁路减振降噪提供了理论依据。     

基于基准有限元模型的箱梁TMD振动控制研究

针对高架桥梁结构引起的振动噪声问题,研究TMD控制箱梁结构振动的特性。为了获得精准的箱梁有限元模型,首先以铁路32 m简支箱梁桥为原型,按10:1的几何相似比设计制作简支箱梁缩尺试验模型,应用ANSYS软件建立初始动力有限元模型;对有限元模型模态分析与试验模型模态测试得到的自由模态信息进行误差分析,并采用基于灵敏度分析的模型修正技术对初始动力有限元模型弹性模量和密度进行修正,得到基准有限元模型,误差确认结果显示修正后的有限元模型更精准地反应箱梁的振动特性;进一步利用基准有限元模型,开展TMD控制简支箱梁桥振动的研究,研究结果表明TMD对于抑制桥梁竖向共振有很好的效果。     

现浇钢筋混凝土空心板非线性有限元分析

在试验的基础上,利用通用有限元分析软件ANSYS建立了现浇钢筋混凝土空心板有限元计算模型,对空心板2个方向受力性能的差异进行了非线性有限元分析。对比结果表明,有限元计算结果与试验结果吻合良好。     

有限元分析在移车平台结构设计上的应用

介绍了浅坑式移车平台钢结构的结构特点,并用有限元法进行了应力分析,结果证明该钢结构能够满足使用要求。     

基于有限元及灰色度分析的地铁隧道施工地表沉降预测研究

为保证地铁施工安全,提出基于有限元及灰色度分析的地铁隧道施工地表沉降预测方法.该方法使用MADIS-GIS有限元分析软件,构建隧道三维有限元模型,结合灰色度GM(1,1)模型,对隧道施工中的地表沉降量进行预测,同时进行精度等级划分,从而获取高精度的预测结果.分析结果表明,该方法能够有效预测高速铁路隧道施工地表沉降,可为...