A locomotive–track coupled vertical dynamics model with gear transmissions

A gear transmission system is a key element in a locomotive for the transmission of traction or braking forces between the motor and the wheel–rail interface. Its dynamic performance has a direct effect on the operational reliability of the locomotive and its components. This paper proposes a comprehensive locomotive–track coupled vertical dynamics model, in which the locomotive is driven by axle-hung motors. In this coupled dynamics model, the dynamic interactions between the gear transmission system and the other components, e.g. motor and wheelset, are considered based on the detailed analysis of its structural properties and working mechanism. Thus, the mechanical transmission system for power delivery from the motor to the wheelset via gear transmission is coupled with a traditional locomotive–track dynamics system via the wheel–rail contact interface and the gear mesh interface. This developed dynamics model enables investigations of the dynamic performance of the entire dynamics system under the excitations from the wheel–rail contact interface and/or the gear mesh interface. Dynamic interactions are demonstrated by numerical simulations using this dynamics model. The results indicate that both of the excitations from the wheel–rail contact interface and the gear mesh interface have a significant effect on the dynamic responses of the components in this coupled dynamics system.     

活塞组件耦合作用下的气缸套变形特征分析

为评估某V型高强化柴油机气缸套的变形特征,考虑活塞组件的耦合作用,建立气缸套变形分析的有限元分析模型。采用有限元非线性求解方法对气缸套热-机耦合工况下结构变形进行求解,获得气缸套工作状态下的结构变形量,并充分说明在气缸套结构变形分析中考虑活塞组件耦合效应的重要性。分析了缸套结构纵向及不同高度截面变形特点,结果表明,缸盖螺栓预紧载荷和活塞侧向作用力对缸套缸口和活塞上止点处的截面变形影响较大,气缸套中下部截面变形相对较小,主要以椭圆变形为主。     

轮轨接触几何分析及其在Maple下的实现

为满足列车动力学仿真对轮轨接触点位置的精度要求,采用解析方法建立轮轨空间接触几何的约束方程组,并给出其在二维轮轨接触几何情形时的简化形式.以S1002车轮踏面和UIC60钢轨为例,基于符号计算平台Maple软件对该约束方程组进行求解,得到轮轨接触几何参数.结果表明:二维轮轨接触时的滚动半径差、接触角差、接触点在车轮踏面...     

考虑土-结构相互作用的能力谱法在铁路桥梁中的应用

在FEMA440考虑土-结构相互作用的能力谱法基础上,以客运专线双柱式桥墩为研究对象,选取与我国《铁路工程抗震规范》Ⅱ类场地相符合的80条强震记录,并以此得到具有统计意义的弹性反应谱;利用FEMA440改进等效线性化法对其进行修正,得到考虑土-结构相互作用的修正需求谱;进而利用FEMA440性能点轨迹法求解双柱式桥墩延性需求及性能点,并与80条强震记录非线性时程分析计算结果的平均值进行比较,验证将考虑土-结构相互作用的能力谱法应用于铁路桥梁工程抗震性能评估的可行性。     

纵连板式轨道在墩台位移作用下梁轨相互作用规律研究

针对简支梁和连续梁,建立整桥系统的计算模型,对墩台位移引起的作用力作用下桥上纵连板式无砟轨道的梁轨耦合作用规律进行分析研究。研究表明:墩台位移引起的作用力是纵连式无砟轨道梁轨相互作用较重要的附加作用力,建议受日照及风荷载影响较大的高墩桥设计中考虑墩台位移引起的作用力的影响;连续梁与简支梁桥墩向右位移时所受的外荷载大致相当,轨道及桥梁各部件所受附加力也大致相等,且桥墩纵向位移越大,各部件所受附加力越大;考虑桥梁伸缩及桥墩位移的共同作用时,轨道及桥梁各部件的受力与变形均较单因素作用时量值大,且连续梁上各部件的受力与变形较简支梁大;从梁体位移方向的比较来看,当桥墩位移与桥梁伸缩方向相同时,钢轨、轨道板、端刺的受力及轨道各部件的位移较大,而当桥墩位移与桥梁伸缩方向相反时,剪力齿槽、墩台、底座板所受纵向力较大;从荷载耦合方式来看,桥梁伸缩及桥墩位移两种荷载耦合时,轨道及桥梁各部件的受力与变形要小于两种荷载单独作用后将计算结果叠加的情况,主要是由于滑动层摩阻力等线路约束阻力的塑性极限造成的。     

桥上纵连板式无砟轨道挠曲力计算分析

根据桥上纵连板式无砟轨道的结构特点,基于有限元方法建立桥上纵连板式无砟轨道挠曲计算模型,计算温度荷载下的挠曲力,分析列车荷载作用长度、活载入桥方式对挠曲力的影响,研究桥上纵连板式无砟轨道在挠曲力作用下的梁轨相互作用规律。结果表明:桥梁挠曲变形所引起的钢轨纵向附加力较小,其中简支梁桥上钢轨挠曲附加力不超过21.6 kN,连续梁桥上钢轨挠曲附加力不超过24.0 kN;在进行部件的受力检算时,应根据具体的部件选用伸缩力或挠曲力;与桥上有砟轨道及单元板式无砟轨道有较大不同的是,还需要根据不同的检算部件寻求最不利的挠曲力列车荷载加载方式;建议采用活动端迎车进行加载。     

《地铁设计规范》与我国地铁建设的互动

简述GB 50157《地铁设计规范》从制订到修订3个版次相对应的各时期我国地铁建设背景,分析各阶段规范的主要内容及其对地铁建设的影响,从对规范的适用范围、协调性,到维护管理现状的思考,引申出未来维护周期,以及在下一轮修订时需要重点解决的方向性问题,抛砖引玉,以期获得各方面的广泛关注与积极参与,以利于规范在我国的地铁建设中发挥越来越大的作用。     

黑色岩层诱发山地灾害的水—岩作用机理研究

研究目的:在黑色岩层分布的高原山地区域,黑色岩层作为一种山地灾害的诱发因素,时常会给工程建筑以及人类活动带来危害。本文通过对黑色岩层水岩作用机理研究,期望对黑色岩层分布区内的山地灾害治理以及建筑工程设计提供一些帮助。研究结论:黑色岩层中的黄铁矿等硫化矿物在有氧参与的水岩作用下,可以产生硫酸型酸性水并影响周围矿物成分,导致黑色岩层本身以及与其相接触的非黑色岩层或建筑材料等矿物成分发生变化,使得岩石材料的物理力学性质受到弱化,最终容易在山地重力作用下形成山地灾害。通过对都匀地区不同岩性的黑色岩体以及周围水样进行试验分析,研究了山地灾害中含黑色岩层边坡的破坏模式,提出从控制酸性水因素进行治理的措施建议。     

软土地区基坑回弹对工程桩的影响分析研究

研究目的:软土地区深基坑中的工程桩,如在设计中没有充分考虑基坑卸载回弹引起的桩身拉力影响时可能会导致桩身断裂的严重事故。通过本文的研究,认真分析深基坑开挖对桩身内力、变形及极限承载力的影响,提出软土地区考虑基坑回弹影响的桩基的设计方法,确保工程安全。研究结论:本文采用MIDAS/GTS软件对虹桥综合交通枢纽工程的试桩及深基坑中的工程桩进行了有限元模拟分析,并与试桩结果及工程桩回弹监测结果进行了对比分析。提出了在分析基坑回弹对深基坑中桩基的影响时桩土摩擦界面参数的确定方法;提出了在软土地区的深基坑中桩设计时考虑基坑回弹影响的设计原则、方法与相关建议;探讨了基坑回弹对桩抗拔承载力的影响。     

基于准静态轮轨关系的车辆动力学基础研究

准静态轮轨关系是指在连续光滑条件下的轮轨接触几何和作用力关系,但轮轨接触"磨光"处理一般要采用加权平均的数值方法,即所谓准弹性接触。考虑到轮轨接触非线性和转向架自身非线性都将对轮轨接触产生影响,因而准静态轮轨关系的应用必须慎重,如高速转向架要有比较充足的稳定性裕度。双振子频响和频谱分析以及整车线性稳定性分析等3个对比与验证表明新型分析软件在线性系统分析应用方面具有极大的灵活性,轮轨蠕滑力计算更加接近实际,这为高铁车辆(HSRS)研发提供了非常好的应用平台。