一种新型有限元模型在接触网绞线力学特性分析中的应用

针对多股捻制绞线力学模型提出一种新型有限元分析方法。采用分段截面轨迹节点扫略和滚动节点梁单元映射实现单股绞线有限元拓扑模型的自动生成;通过建立辅助极坐标系和局部笛卡尔坐标系,基于各向同性材料的弹性理论和绞线边丝与中心丝的几何协调分别建立拉伸和弯曲载荷作用下单股绞线边丝节点、同截面中心丝节点和相邻截面中心丝节点的位移约束方程,并将该方程推广应用至多股绞线结构;结合Timoshenko梁理论和Lagrange乘子法实现绞线结构有限元分析求解。最后,采用该方法对1个捻距长度的双股和单股绞线结构分别进行拉伸和弯曲2种载荷工况下的有限元分析,并与Costello理论计值进行比较。研究结果表明:该有限元分析模型能够精确模拟和预测绞线的力学特性,并为接触网承力索等绞线结构的力学分析提供理论模型和依据。     

峡谷风对桥梁上列车气动性能的影响

基于标准κ—ε双方程湍流模型,分析运行在跨峡谷桥梁上的列车外部稳态流场,研究不同峡谷间距、列车在桥上不同位置时峡谷风对列车气动性能的影响规律。计算结果表明:在同样风速条件下,峡谷间距越小,对气流的加速作用越明显,当峡谷间距分别为150,200,250和300m时,桥梁上方的风速分别增加了17.5%,11.6%,7.2%和3.4%;峡谷间距150m时车辆受到的侧向力、升力和倾覆力矩比300m时分别增大约25.7%,84.5%和21.1%;列车处于峡谷中间位置时受到的气动力最小,列车处于刚进入峡谷位置时受到的气动力最大,后者比前者车辆受到的侧向力、升力和倾覆力矩分别增大了5.5%,8.2%和7.8%。     

显式有限元法在车辆耐撞性研究中的应用

基于连续介质理论，通过建立车辆碰撞的控制方程，在此基础上得到与控制方程和边界条件等效的“弱积分”形式。通过空间和时间的显式离散，得到了车辆碰撞的有限元方程。采用动力显式积分方法，使位移计算显式化，避免了由材料、几何、边界高度非线性因素引起的计算收敛问题，并讨论了薄板单元的Courant稳定性条件。提出了“端部吸能结构纵向压缩变形、纵向吸能”的耐冲击结构设计的思路，并对算例进行了数值模拟。结果表明，该设计方法可以实现车辆结构自身被动安全保护的目的，显式有限元数值模拟方法是车辆耐撞性研究的有效方法之一，但是需要进行部分撞击试验，进一步修正模型后提高其分析精度。     

"中华之星"高速列车综合空气动力性能研究

介绍了我国即将投入运营的“中华之星”高速列车空气动力性能研究过程：数值计算、风洞试验、动模型试验、在线实车试验;对两种不同头形的高速列车交会压力波、列车空气阻力、列车表面压力分布、气动升力、横向气动力、列车对周围环境的影响等空气动力性能进行了研究;分析了动力车冷却风道一位百叶窗空气流向、流速。结果表明,“中华之星”高速列车具有良好的空气动力性能,能够满足安全运行的要求。     

新型耐冲击铁路客车

根据世界各国铁路严重伤亡事故调查资料介绍，列车碰撞事故是造成旅客重大伤亡的最主要原因，目前我国采用在机次位和列车尾部加挂隔离车的方式，以减轻列车碰撞事故造成的损失，     

列车撞击动力学建模研究

对列车撞击使车体结构产生弹塑性变形的机理进行了理论分析，应用多质点系统动力学理论和Ｌａｇｒａｎｇｅ方程成功地导出列车撞击动力学模型，并采用有限单元法建立了车体结构动力学模型，从而为研究列车在撞击过程中的规律和车体结构动态响应分析奠定了理论基础。     

列车编组方式对运行空气阻力的影响

根据风洞试验结果，分析列车不同混编状况，不同头、尾部形状组合及列车编组长度等对运行空气阻力的影响，为合理确定列车编组方式提供了依据。     

近坝径流调节河段河床演变规律

采取原型观测资料分析的方法，对丹江口水利枢纽蓄水运用以后下游径流调节河段河床冲淤变化规律与特点、影响枢纽下游河流再造床特征因子等进行了研究。     

出口伊朗车吸能车体设计及撞击分析

针对出口伊朗客车的结构特点，进行吸能结构设计，解决了吸能结构设计中存在的技术问题，并利用ANSYS／LS-DYNA3D软件进行撞击数值模拟计算。     

列车交会篷布气动力分析

为解决目前一车苫盖2张货车篷布(简称X型篷布)存在的严重兜风现象与货物湿损问题,并检验新型篷布(简称D型篷布)的使用效果,基于不同装载与加固方案,通过实车试验,针对D型篷布与X型篷布在有绳网和无绳网12种情况下,测试了列车交会压力波和货车蓬布绳索拉力。测试结果表明:当80～120km·h-1速度下的货车与200～210km·h-1速度下的动车组交会时,动车组上感受的最大压力波幅值仅为577Pa,货车感受到的最大压力波幅值为715Pa;绳索最大值为1055N,出现在无网X型篷布的角绳上,满足相关规定要求;没有苫盖篷布绳网时,2种篷布兜风现象均较严重,同等速度下无绳网X型篷布逆向压缝篷布绳索拉力比顺向压缝的大40%左右;篷布绳网在降低篷布绳索气动力中发挥了重要作用,大部分工况下无绳网篷布绳索受到的气动力比有网的大50%～80%。可见,在相同工况下,D型篷布比X型篷布使用性能优良。