超重货物作用下的铁路轨道路基响应机理研究

为研究超重货物作用下轨道路基动态响应机理,基于有限元软件ANSYS建立轨道-路基三维有限元模型,分析轨道路基在超重货物作用下的应力分布和位移变形规律,并与现有设计规范进行比较。研究结果表明:超重货物作用下,钢轨和轨枕均满足运输要求,道床应力达637.72 k Pa,超出碎石道床容许值,路基基床局部受力达202.33 k Pa。超重货物运输过后,会对既有轨道结构造成一定的损伤,因此要进行必要的养护维修以满足其他车辆的安全运营。研究结果可为以后超重货物的安全运营和重载铁路的养护维修提供一定的参考。     

城市轨道交通牵引供电接触轨系统温度应力有限元分析

温度变化时接触轨内部会产生巨大的温度应力,严重时甚至会危及城市轨道交通牵引供电安全。结合目前应用较广泛的钢铝复合接触轨,基于有限单元法,采用三维软件SOLIDWORKS建模,并在有限元软件Ansys Workbench中对接触轨模型的温度应力进行了模拟分析。该模型考虑了卡爪、尼龙垫块及支座等构件的束缚影响,采用边界条件控制环境的温度变化,得到了接触轨内部温度应力场云图,并分析了此温度应力对绝缘支座的影响。研究结果可为接触轨系统中各构件的设计、优化、安装及检修提供参考。     

隧道施工地层扰动特性分析

研究目的:地铁修建过程中面临大量穿越或临近建(构)筑物的情况,为确保施工安全,应把握施工引起的地层变形规律。本文利用三维非线性有限元模型和相关解析理论,展开对隧道施工后在不同埋深和不同施工控制水平下地层变形规律的研究。研究结论:(1)隧道施工影响半径受埋深和施工控制水平的双重影响;(2)施工影响范围随拱顶沉降的增大而增大,当拱顶沉降增大到一定值后,影响半径达到最大值,此时地层发生剪切破坏;(3)在粉土和粉砂土为代表的典型复合地层中,地表沉降与拱顶沉降的关系、影响半径和拱顶沉降的关系、影响半径与地表沉降的关系分别可用考虑埋深影响的线性函数、二次函数、幂指数函数公式表示;(4)地表沉降斜率与地表最大沉降量的关系可用幂指数函数形式表示,埋深越大,地表沉降斜率越小;(5)本研究成果可应用于地铁穿越工程。     

电抗器声学包电磁噪声特性分析及声学优化

为解决高频大功率电抗器声学包电磁噪声过大这一共性问题,以某地铁能馈装置电抗器声学包为研究对象,对其振动噪声进行了系统试验;结合仿真对电抗器声学包振动噪声源和传递路径特性进行了详细的分析。结果表明:电抗器铁心磁致伸缩导致的高频结构振动辐射噪声是声学包的主要声源;电抗器柜百叶窗为主要的声传播路径,其声能比重高达80.14%。最后根据电抗器声学包的声源特性和声传播特性,制定了针对性的吸隔声优化方案,其综合降噪效果达8 dB(A)以上。研究结果对明晰高频电抗器振动噪声特性和电抗器柜声学包的优化设计有借鉴意义。     

粒料类基层沥青路面动力响应研究

基于新版沥青路面设计规范中对粒料类基层的重视,采用有限元软件ANSYS建立粒料类基层沥青混凝土路面的结构模型,通过两种方式加载进行动力学瞬态分析,得到:①在车辆行驶轨迹线上,同一深度、不同位置的观测点上波动荷载作用下的应力时程曲线形状、峰值相差较大,而均布荷载作用下的应力时程曲线形状、峰值几乎完全相等,但两种加载方式得到的应力极值基本相同;②不论哪种加载方式,路表向下越深,应力峰值越小、扩散作用越强,观测点对荷载的反应越滞后;③垂向应力由表向下递减;水平应力总是纵向大于横向。此结论可为粒料类基层沥青路面在不同动载作用下的应力工况提供参考依据。