显式积分技术求解橡胶元件大变形问题的研究及应用

利用隐式积分技术求解橡胶元件非线性刚度问题时,因大变形造成网格过度畸变或体积自锁从而导致程序收敛失败。以分析某款橡胶弹簧垂向准静态刚度为目标,探讨利用显式积分技术求解橡胶产品的准静态刚度基本原理,提出在确保计算质量前提下加快分析效率的基本措施。分析与试验结果表明:橡胶为应变率相关材料,不能通过改变加载速率来提高计算速率,而应使加载速率维持正常状态,并通过选取适当的质量缩放因子和采用材料的黏性阻尼来获取计算效率;金属的最小稳定时间远小于橡胶,为提高模型的稳定时间增量,可将金属定义为刚体;显式积分技术可得到橡胶弹簧良好的准静态结果,但橡胶被高度约束时,体积变形的局限性会导致分析结果具有一定的误差。这些结论为分析类似橡胶弹簧提供了一种思路和评估方法。     

光爆层厚度对光面爆破效果影响的数值分析

采用动力有限元软件ANSYS/LS-DYNA,在周边眼间距E为500 mm时,对不同光爆层厚度W下泥质灰岩中爆炸应力波的传播规律进行数值模拟研究,得到不同光爆层厚度下岩石单元应力、节点振动速度的衰减规律以及与光爆层厚度的关系,分析光爆层厚度对光面爆破效果的影响.研究表明:当W≤400 mm时,巷道围岩受到的扰动强烈,在围岩远区容易产生裂隙,在近区出现超挖现象;当W=700 mm时,因应力波在相邻炮孔间不能有效迭加而无法形成贯通裂缝,由此导致光爆效果不佳而出现欠挖现象.根据本文的研究结果,在巷道爆破掘进中,当周边眼间距为500 mm时,光爆层厚度宜取W=500～600 mm,而炮眼密集度系数为0.8～1.0较合适.     

单元双块式无砟轨道支承层假缝设置优化

单元双块式无砟轨道支承层假缝与道床板伸缩缝对齐设置能够有效引导支承层裂缝发展,但伸缩缝位置轨道结构竖向抗弯刚度较小,列车通过时基床应力应变幅值较大,且在多雨潮湿环境中,雨水等杂物易侵入下部基础,破坏结构稳定.针对支承层假缝与道床板伸缩缝对齐设置存在的缺点和不足,对支承层假缝设计进行优化:伸缩缝位置支承层上表层铺设一定长度的土工布,土工布中心线与伸缩缝中心线重合,土工布两侧支承层分别切割深度为支承层厚度1/3的假缝.土工布的铺设使得板端形成一定长度的分层隔离区,通过对不同长度隔离区设计方案在温度、温度梯度或列车荷载等作用下的响应分析,并结合现场施工经验,发现隔离区长度在800～1 000 mm或1400～1 600mm时结构性能良好.综合考虑,土工布铺设长度选为1 720 mm.     

轨道车辆用橡胶弹性元件靠性试验台

为解决我国轨道车辆用橡胶弹性元件组合加载试验关键技术难题,提出了一种“搭积木”设计理念,设计了一台12通道组合加载试验台,重点介绍了试验台的设计原理与结构组成,并对典型产品进行了组合加载试验.实践证明该试验台各项设计参数完全满足试验要求,为我国轨道车辆用橡胶弹性元件的安全和可靠性研究提供了科研平台.     

层间黏结状态对柔性路面力学特性影响分析

为研究柔性路面在不同层间黏结状态下的力学响应规律,建立典型柔性路面结构型式及计算模型,利用BISAR软件对层间黏结状态从完全连续到完全滑动状态时面层、基层的竖向应力、水平应力及路基顶面弯沉进行计算分析.结果 表明:随着层间黏结状态衰变,柔性路面基面层内竖向应力随之增大,最大增幅达到42％,易造成沥青层永久变形增加,导致车辙破坏;基面层内水平应力出现峰值突变,易造成各层间滑移;路基顶面竖向位移随之增大,易导致柔性路面整体弯沉过大.     

既有桥梁U肋增补内焊对沥青铺装层的温度影响试验

U肋双面焊可显著提高钢桥面板U肋与顶板焊接细节的抗疲劳性能。为研究U肋增补内焊时产生的热量对既有桥梁的沥青铺装层的影响,制作了4个典型板厚的节段模型,通过数值模拟和试验测试得出了U肋内角增补焊接产生的温度场分布,分析了温度场随板厚的变化规律,论证了U肋增补内焊对沥青铺装层的安全性影响。试验测试数据和检测结果表明,既有桥梁U肋增补内焊技术不会对沥青铺装层产生明显损伤。这种技术为国内众多存在U肋疲劳开裂病害的既有桥梁提供了一种可能的补强方案。     

大跨度超高单层钢结构厂房施工安装技术

根据国内某大型钢铁集团某冷轧工程(二标段)中大跨度钢结构厂房的施工,结合以往项目的钢结构施工安装的成功经验,对大跨度超高单层钢结构厂房的安装与施工方法进行阐述,在保证安全、质量的前提下,采用科学的施工办法,加快了工程进度,解决了现场大跨度超高单层钢结构厂房施工中的难点,可为同类项目的施工提供相应的参考.     

整体硫化弹性铁垫板结构设计研究

整体硫化弹性铁垫板属于橡胶-金属复合材料,目前普遍应用于铁路、航空、船舶等各行业。整体硫化弹性铁垫板结构特点突出,其弹性均匀,列车运行平顺性好,可提高乘客舒适度;有效限制橡胶劣化途径,可提高产品使用寿命;产品结构适应性好,还能有效降低列车运营振动噪声。重点结合地铁压缩型减振扣件用弹性铁垫板结构设计,论述其关键参数、结构设计、生产制造工艺、相关测试等方面内容,研究弹性铁垫板结构关键参数和型式尺寸接口设计方法,针对结构设计重要参数之一垂直静刚度进行简化计算和有限元分析,并通过相关检验和实测,数据完整翔实。     

一种支持用户快速移动的二层数据包转发策略

针对铁路无线Mesh网络这种用户移动速度快、Mesh节点间切换频繁的应用场景,研究一种高效的数据通信方案.虽然二层转发相比三路由具有更好的移动性支持,但本文通过形式化分析发现,网桥的二层数据包转发策略可保证的路径更新延时为CAM表项的超时阈值timeout,不适用于铁路无线Mesh网络,然后提出一种主动位置告知策略实现转发路径的实时更新,并在此基础上设计一种基于端口记忆和主动位置告知的二层数据包转发策略CFP-ALN(CAM based Forwarding Policy with Active Location Notice).研究表明,策略CFP-ALN不仅可保证快速移动用户最低的切换延迟,并且只需要增加一个单播数据包的网络开销,具有良好的实用性.     

高速列车不同车一地无线通信接入方案的传输性能分析与比较

具有高穿透损耗新型车体的使用为高速铁路无线通信系统的覆盖提出了新的要求。如何克服高速移动、无线信号的高穿透损耗,为高速列车旅客提供满意的无线接入服务是目前亟待解决的问题。从理论分析角度分别考察用户通过直传链路直接接入地面基站,以及通过部署车载直放站或层1中继进行中继接入两种方案下的传输性能,并进行仿真实验。可以看出,通过直传链路对高速列车车内用户不能提供很好的接入,而只有通过部署车载直放站或层1中继才能实现车地之间良好的无线信号传输。