导轨式胶轮有轨电车轨道梁竖向线形整改方案研究

文章以某导轨式胶轮有轨电车项目为例,针对轨道梁施工过程中由于钢梁加工偏差较大、钢梁架设措施不当等原因造成的梁体竖向线形与设计不符问题,提出对轨道梁走行面增设环氧薄层铺装、花纹钢板、可调钢矮梁、可调钢筋混凝土矮梁等 4 种方案。对所提 4 种方案进行对比研究,最终确定增设可调钢筋混凝土矮梁方案为最佳方案。通过对(25+30+25)m 连续钢混组合梁进行空间计算分析,各项验算结果均满足规范要求,进而验证增设可调钢筋混凝土矮梁方案的可行性,相关研究可为新型轨道交通所有类似项目提供参考和借鉴。     

胶轮导轨电车对厦门市快速公交1线运能改造的适应性分析

针对目前厦门快速公交(BRT)1线运能已不能满足客观需求的现状,结合该线建设时预留的条件,通过对现代有轨电车、地铁(B型车)、直线电机系统、跨坐式单轨及自动导向轨道(APM)等进行对比,建议该线改造为现代有轨电车制式。从动力性能、环境友好、改造工程量、综合造价、社会影响等方面,对比胶轮导轨电车和钢轮钢轨电车,认为胶轮导轨电车更适合于该线的运能改造。     

胶轮导轨电车滚振试验台有限元分析

胶轮导轨电车滚振试验台是研究胶轮导轨电车轮轨关系的重要平台,激振单元是试验台的核心部件。以胶轮导轨电车滚动振动试验台的激振部分为研究对象,利用UG建立三维模型,并将其导入到ANSYS中进行有限元分析,分析试验台激振部分在最大载荷下的合位移、等效应力和等效应变的等值线云图,以及前5阶固有频率及其相应的振型。分析结果表明:伺服液压缸的存在可以提升试验台的结构特性;试验台的1阶固有频率远离激振频率;通过增加调整垫铁的数量可以提高系统的固有频率。分析验证试验台结构设计的合理性,分析数据为试验台结构的优化提供参考依据。     

胶轮导轨电车使用胶轮的优缺点分析

分析了胶轮导轨电车使用胶轮的特点:胶轮使车辆运行噪声低振动小,也增加了舒适性,同时使车厢内地板达到100%低地板,减小了车辆转弯半径,节约了用地,路基美观,且施工量大大减少.对胶轮存在的问题进行了探讨,并提供了有效的防护方案.     

胶轮+导轨式有轨电车动力走行部滚振试验台设计

分析胶轮+导轨式有轨电车动力走行部的导向机理、脱轨机理,介绍电车3种类型的动力走行部导向机构。为研究导轨电车的轮轨关系,对其动力走行部的脱轨机理展开试验研究,设计动力走行部滚振试验台。试验台可以模拟电车空载和满载条件,以及直线、曲线通过工况。通过测量导向轮的横向力、垂向力和垂向位移3个参数,研究分析导轨电车导向、脱轨机理,并建立相关评价标准。试验台为导向机构的优化及电车运行安全的提升提供保障。     

导轨式胶轮电车单元式铰接车体的铰接机构运动学分析

介绍了多模块铰接式胶轮承载的导轨式胶轮电车系统架构和主要技术参数。阐述了单元式铰接车体的组成和运动学关系。利用MSC ADAMS软件分析了车辆在小半径平曲线、小半径竖曲线及小半径S型曲线线路条件下的通过性能。校验了走行部与车体之间、车体自身之间是否有干涉发生,并计算了车体相对最大转角,确认铰接机构运行关系满足车辆运行需求。     

车辆—轨道耦合作用下轨道系统的瞬态动力响应

基于连续弹性离散点支承梁分析理论,采用瞬态动力有限元分析方法,分析轨道系统随列车速度、车辆荷载、车辆刚度及基础刚度变化时的瞬态动力响应。结果表明,列车激励频率和轨道系统频率决定了轨道系统的振动程度。     

钢-混结合对列车与混合梁斜拉桥耦合振动的影响分析

为了分析结合位置对列车与混合梁斜拉桥耦合振动的影响,以甬江特大跨混合梁斜拉桥为例,根据弹性系统动力学总势能不变原理及行成矩阵的“对号入座”法则,建立车桥振动方程及分析模型。研究结果表明：随着钢一混结合位置深入主梁,列车的振动响应未出现较大变化,桥梁的上结合点的振动加速度增加较为明显,增加连接键的疲劳负担,应予以重视;同时,结合点的刚度平稳过渡,满足行车要求。     

考虑钢-混凝土滑移效应的下承式钢桁结合梁受力特性研究

对下承式64 m双线钢桁结合梁,考虑钢梁与混凝土板之间的滑移,采用空间梁、板壳单元建立有限元计算模型,钢梁与混凝土板间的连接根据剪力钉刚度,采用弹性连接模拟,通过二期恒载、混凝土桥面板收缩徐变工况的计算分析,研究下承式钢桁结合梁受力特性。计算结果表明,下承式钢桁结合梁中由于混凝土板与主桁下弦杆共同作用承受纵向拉力,钢梁与混凝土板之间的滑移对桥梁结构内力影响较大,设计计算时不适合采用钢梁与混凝土板刚接或换算截面法,建议根据剪力钉刚度钢梁与混凝土板之间采用弹性连接模拟,不同荷载工况可按结构受力对剪力钉刚度进行适当调整。     

超高速磁浮车-轨道梁竖向耦合振动分析

针对超高速磁浮车-轨道梁竖向耦合振动的问题,提出一种基于轨道梁有限单元模型和磁浮力比例-积分-微分(PID)控制器模型的分析方法。为提高计算效率,整体耦合系统以磁浮力为界,分为车辆和轨道梁2个子系统,车-梁之间的振动耦合则通过PID控制器计算的磁浮力来完成。组成耦合系统的子系统分别采用振型分解法和四阶龙格库塔法计算其振动响应。为验证方法的有效性以及了解超高速磁浮车桥耦合振动特性,使用Mathematica编程进行超高速磁悬浮车-轨道梁的耦合振动分析,得到运行速度为600km/h的车辆和轨道梁的动力响应。研究成果可为超高速磁浮轨道结构设计和关键技术研究提供参考。     

中低速磁悬浮双线简支轨道梁的冲击效应研究

为科学计算中低速磁悬浮轨道梁在移动车辆荷载作用下的动力系数,以某中低速磁浮25 m双线简支梁为研究对象,基于电磁铁理论和位移-速度-加速度反馈的PID主动悬浮控制原理,采用多体动力学软件UM和Ansys联合仿真,建立了中低速磁浮列车-F轨-钢轨枕-轨道梁系统动力相互作用模型,结合现场动载试验实测,对该模型进行对比验证,...     

考虑徐(温)变效应的列车与连续梁-框架墩桥耦合振动分析

为探讨预应力混凝土连续梁-框架墩桥在高速铁路设计与使用中的舒适性与安全性,以某7×16 m七跨等截面连续梁桥为例,将不同徐(温)变形组合曲线叠加到轨道不平顺谱中,并根据弹性系统动力学总势能不变原理及行成矩阵的"对号入座"法则,建立车桥振动方程及分析模型。结果表明,考虑徐(温)变形引起的桥面不平顺的桥梁响应值比未考虑其影响的值较大,而随所采用的桥面组合变形曲线的不同而变化不敏感,车辆响应中的横向加速度和横向Sperling指标接近允许值,必须予以足够重视。     

车辆-轨道-桥梁竖直耦合振动程序设计及仿真

为研究轨道交通车辆经过高架桥时的动态特性,以弹性支承块式无砟轨道为例,基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立了车辆-轨道-桥梁耦合系统的竖向振动矩阵方程,利用MATLAB软件编写了计算程序。数值算例验证了计算程序的可靠性。通过改变系统参数,探索了轨道不平顺、车辆速度和轨道结构竖向刚度对系统竖向振动响应的影响。结果表明:轨道振动频率分布在0~500 Hz范围内,以20 Hz以内的低频振动为主;桥梁振动频率分布在0~200Hz范围内,以一阶竖向弯曲振动为主;轨道不平顺所产生的轮轨高频冲击力可达轴重的3倍,是车辆-轨道-桥梁耦合系统重要激励源之一;轮轨力和轨道加速度响应对车速的变化敏感,车辆-轨道-桥梁耦合系统位移响应对车速的变化不敏感;扣件和支承块胶垫竖向刚度应根据设计要求在40~80 k N/mm之间进行合理匹配取值。     

地铁头车-轨道耦合振动分析

将车体、构架和轮对视为多刚体系统,钢轨视为由有限间隔的离散轨枕支承的无限长Timoshenko梁,建立了地铁头车-轨道耦合动力学模型.以轨道不平顺作为输入激扰,计算了整车的振动响应,获得了二系空气弹簧与车体接触点处在三维空间内的振动载荷,发现轨道不平顺在垂向和横向引起的激励载荷幅值较大,而在纵向引起的激励载荷幅值较小.     

悬挂胶轮列车与钢桥的振动试验及仿真研究

为评价悬挂胶轮列车及钢轨道梁桥的结构性能,以开封悬挂式单轨示范线为背景开展现场试验与仿真研究。开发了胶轮列车-钢轨道梁桥耦合振动分析程序,根据现场实测的胶轮车辆的空气弹簧、走行轮刚度和阻尼等力学参数,建立胶轮列车模型。对车桥动力响应的现场试验与动力仿真分析结果进行综合比较,采用相关规范对列车走行性以及轨道梁桥的动力性能进行综合评估。结果表明：车桥动力特性及其振动响应的理论与实测结果基本吻合,车桥耦合分析方法可应用于悬挂式胶轮单轨交通系统振动性能研究;轨道梁竖向挠跨比小于相关规范的限值,竖向刚度设计合理;在列车竖向静活载作用下,相邻两跨轨道梁梁端竖、横向转角之和最大值分别为 4.5‰和 1.5‰;车速 80 km/h 下轨道梁纵、横向应力动力系数最大值分别为 1.17 和 1.14;考虑到悬挂式胶轮列车没有脱轨风险,列车轮重减载率及钢轨道梁桥横向加速度较传统铁路偏大,其相应限值可较现行铁路规范适当放松。     

基于胎-梁耦合的湿滑跨座式单轨梁面抗滑性能研究

为了确保跨座式单轨车辆在不同工况下的行车安全,针对跨座式单轨车辆在雨天、冰雪、潮湿环境下的运行状态进行研究。基于流-固耦合算法(CEL)和有限元方法构建耦合关联的轮胎-梁面模型,在此基础上研究不同积水深度、不同行车速度条件下,轮轨垂向力和轮轨应力等参数的变化情况,解析水膜厚度与轮轨垂向力以及轮胎应力之间的关系。研究结果表明：接触参数数值变化受到梁面抗滑性能影响,这是引发行车安全问题的主要诱因。车辆轮胎接触垂向力随着梁面积水厚度的增加快速降低,从而引起车轮漂移、瞬间打滑现象。研究成果可为跨座式单轨制定行车安全的保障措施提供理论依据。     

基于耦合振动的高速磁浮轨道梁横向刚度研究

为开发600 km/h高速磁浮新型轨道梁结构,须研究轨道梁横向刚度对磁浮系统横向耦合振动的影响.基于多刚体动力学、比例-微分(PD)控制算法、模态叠加法,开发了列车-控制器-轨道梁横向耦合振动数值仿真程序,考虑轨道不平顺和风致横向荷载的作用,分别对12种轨道梁刚度的系统耦合振动进行了数值模拟.结果表明,当刚度比大于0....     

低速磁浮轨道梁的温度效应分析

建立低速磁浮轨道梁有限元模型,通过稳态热传导分析,获得上下表面温差和左右侧面温差荷载作用下轨道梁的温度场,运用热-结构耦合分析方法,计算了不同温差荷载作用下磁浮轨道梁的温度变形。计算结果表明,磁浮轨道梁的温度沿温差荷载作用方向近似线性分布,温度梯度随温差值增加而增大;在本文计算条件下,环境温度对轨道梁的温度变形影响较小,当温差荷载大于20℃时,温度引起的磁浮轨道梁竖向或横向挠度超过高速磁浮交通相关规定限值,故实际工程应用中有必要对低速磁浮轨道梁的温度效应进行校核分析。     

考虑轮轨蠕滑和轮对蛇行的车桥耦合振动分析北大核心

列车通过桥梁时,车桥系统将发生动力相互作用。选取轮对的横摆和摇头作为独立的自由度,根据轮轨接触几何学理论,给出轮轨间的相互作用力,从而建立了轮对及车辆的振动微分方程。利用结构分析的有限单元法,建立了桥梁结构振动微分方程。根据车辆和桥梁两个子系统之间力和位移的协调条件,把二者耦合起来求解。以主跨为300 m的铁路斜拉桥和DF4型内燃机车为例,利用威尔逊-θ法,模拟机车过桥的全过程,求解桥梁结构的动力响应规律。计算结果表明:桥梁结构的横向动力响应随车速的增加先增大后减小;车速对扭转振动的影响不明显,而偏载对扭转振动有显著影响。     

直线电机轨道交通系统车辆-板式轨道垂向耦合动力学模型的研究

以广州直线电机轨道交通系统板式轨道结构为例, 结合有限元理论以及直线电机的特点,建立了直线电机运载系统下的垂向耦合动力模型(包括车辆系统模型、轮轨关系模型、钢轨模型、板式轨道模型等)及其振动微分方程,并通过动力仿真试验,分析该系统的动力特性以及验证该系统的耦合动力模型。