有碴轨道下沉变形参数影响分析

为理解轨道下沉变形产生与发展机理及主要影响参数,以道床下沉为例,运用车辆-轨道耦合动力学理论和轨道下沉变形法则,借助已开发的仿真分析程序,分析了运营条件与轨道结构参数对道床下沉变形的影响。分析结果表明:车辆运行速度、车辆轴载、线路运量是轨道下沉破坏主要控制因素;采用重型钢轨、大截面尺寸轨枕和重质道碴可以降低道床下沉量;轨枕间距大,道床弹性模量高,不利于道床下沉变形的控制;当路基K30模量小于90MPa.m-1时,道床下沉量随着K30值的增加而增大,当K30值大于90MPa.m-1时,随着K30值的增加道床下沉量反而降低。可见,为了阻止有碴轨道下沉变形,应注重轨道结构参数的匹配,合理安排运输。     

空气弹簧对车辆曲线通过性能的影响

建立了考虑左右空气弹簧垂向耦合模型的车辆系统数学模型,由理想气体的状态方程得到空气弹簧的力学方程,分析了车辆通过曲线时车辆与空气弹簧的动态特性。仿真结果表明:由于高度阀的动作,车辆在驶出曲线后各空气弹簧的压力不一致,导致车体不能回到静平衡位置;车辆以正常速度通过曲线时,车辆曲线通过动力学性能变化不大;在车辆多次通过同一种曲线的较恶劣工况时,空气弹簧内气压变化范围是一定的;增加抗侧滚刚度能明显抑制车体侧滚,从而减小空气弹簧内气压的变化量;增大空气弹簧横向跨距,并选择合适的刚度和阻尼,能使车辆驶出曲线后各空气弹簧压力接近静平衡值。     

车辆动力学仿真中关键元件的建模

为了提高车辆动力学模型中非线性元件数学模型的模拟精度,分析了一、二维干摩擦副、三大件转向架的摩擦楔块和带串联刚度阻尼器的动力学性能,建立了非传统的数学模型,即不含速度状态变量的模型,并设计了对应的Simulink程序,用典型例题与传统模型的性能进行了对比分析。分析结果表明:非传统数学模型能克服强非线性带来的数值计算问题,提高了计算精度和计算效率,一般根据不同模型的规模和非线性元件数,计算速度能提高2~10倍。     

公路货运量预测的系统动力学模型构建

用系统工程的观点对公路货运系统进行了综合、动态的分析,在具体分析公路货物运输系统主要影响因素的基础上,分别构建了道路运输需求及供给的子系统动力学模型,该模型可以通过计算机进行模拟,进行公路货运量的预测。     

长江流域航运与水环境协调发展模型

为促进长江流域航运与水环境的协调发展,利用系统分析方法和系统动力学模型,建立了长江流域航运与水环境协调发展模型,对各种宏观调控政策和措施效应进行了仿真模拟分析。模拟结果表明,计算指标模拟值与实际值基本吻合,最大相对误差为12.9%,表明模型能较好地模拟长江流域航运与水环境协调发展系统;航运污染主要来源于船舶事故污染和船员生活污染,占总污染90%以上;人口、水环境、航运及工农业协调增长模式有助于水环境质量的持续改善;船舶事故应急管理水平的提高是航运污染治理的关键。     

两万吨组合列车制动特性

为了减小重载列车纵向冲动,提高列车制动特性的同步性,利用基于空气流动理论的空气制动仿真系统,计算了列车制动系统的制动管路和各缸室的瞬态气体状态,获得制动系统动态特性,预测了两万吨组合列车的紧急制动与常用制动特性,分析了制动波的传递特性。计算结果表明:两组合列车可以缩小最大制动时间差50%,如果在两组合列车尾部配置机车,最大制动时间差可以缩小75%,四组合列车最大制动时间差可以缩小75%;紧急制动波速等速前后传递,常用制动时向前传递的制动波波速要比向后传递的制动波波速小。可见,组合列车是一种改善列车制动同步性的理想方式。     

曲线区钢轨双打磨廓形设计方法

为探究货运线路中曲线区段磨耗钢轨的打磨方法对钢轨的服役寿命及列车运行安全的直接影响,针对曲线区段钢轨打磨廓形设计方法开展研究。设计多段圆弧和半径等多参变量的平滑设计方法,构建钢轨廓形描述模型,结合车辆-轨道耦合动力学及轮轨接触分析,设计不同权重系数,建立缓和曲线及恒定半径曲线段的磨耗钢轨打磨廓形的多目标函数,采用优化算法求解并进行对比分析。研究结果表明：与传统单一打磨廓形相比,设计廓形对缓和曲线段和恒定半径曲线段,钢轨材料去除量分别降低了39.02%和20.47%;动力学性能显著提升。在缓和曲线段和恒定半径曲线段的交接处,轮对横移量最高降低了89.45%,过渡更加平缓。轮轨接触几何分布均匀,改善了车辆入弯前后的运行性能和曲线通过性能。轮轨接触斑面积增加,且随轮对横移量变化平缓,最大Mises应力和最大法向接触应力相对于优化前均有明显改善。采用双打磨廓形设计能够有效延长曲线区段钢轨使用寿命。     

基于交通效率、安全和特定交通组成的纵坡合理坡长

由于用地及地形、地质等限制,纵坡常被迫用到规范推荐的限制值,而我国《城市道路设计规范》(CJJ37-90)对5%以下的纵坡坡长限制没有进行规定,如何确定此类纵坡的合理坡长直接影响到路段交通安全、效率、工程经济等。通过对已有的纵坡坡长限制研究成果整理分析,提出运用汽车动力学进行坡长计算时,应该考虑汽车坡中换档的情况,并引入适合车型的概念,建议根据道路交通组成的实际情况确定坡长。分析坡长对驾驶员心率增长率、制动鼓温度、事故率的影响,分别确定各影响因素下的最大坡长。最后提出综合考虑交通效率和安全的坡长限制确定方法,并在某大纵坡路段的纵坡论证中进行了应用。     

摊铺机压实机构的一种非线性动力学理论研究

借助３自由度的摊铺机压实机构的非线性动力学模型，研究了该压实机构中的有关部件的振动规律，分析了构成这些振动信号的有关成分随激振频率、激振力大小以及熨平板平台自身重量等变化而变化的规律，这些对摊铺的开发研制等具有重要的参考价值。     

超声降解废水机理及空化气泡运动过程数值模拟

阐述了超声降解废水的机理,并根据以体积作为动力学参数的气泡动力学模型进行数值模拟,结果表明,低频下的空化强度更大,更有利于降解过程,而驱动声压和初始气泡大小则存在一个最佳值,同时与传统的R-P方程作了比较,两个模型模拟结果基本一致,表明本文所用模型也适用于对气泡运动过程的模拟.