Analytical extension of the effective axle characteristics concept for the development of a structured chassis design process

The lateral vehicle dynamics is defined by the effects of side forces at the front and rear axle. These forces are caused by the slip and camber angle at the individual tyres, which are results of the kinematics and compliances of the chassis. This paper extends the approach of the effective axle characteristics by Paceyka to the analytical expression of the axle cornering stiffness and the axle relaxation behaviour with the aim of the development of a chassis design process as it applies in the early design stage. The obtained expression is integrated into a single track model and validated against a full nonlinear two-track model. By this means of these analytical expressions for the axle cornering stiffness and the axle relaxation behaviour it is possible to directly calculate and analyse the effective slip angles for linear quasi-static and dynamic driving manoeuvres.     

人工冻土冻结过程分析及冻结管布置间距的计算

为确定在冻土冻结过程中冻结影响范围与冻结时间的关系,将人工冻土冻结过程拆分为土体表面的热散失和冻结管的冻结2个过程,并以热势能及热势能耗散过程中的平衡方程分析上述关系。为确定冻结管间距的合理取值,引入热势能理论并计算当量热阻,建立在多个冻结管影响下微元体的冻结时间方程,提出一种在多个冻结管作用下冻结影响范围与冻结时间的关系的计算方法及冻结管布置间距的确定方法。通过实例分析了人工冻土厚度的计算方法,以数值模拟方法比较了不同冻结管布置对冻结时间的影响。上述研究成果深化了人工冻土理论研究与实际应用之间的关系。     

大断面越江电力管廊隧道管片接头力学行为研究

为了探究盾构隧道管片接头力学性能,基于苏通GIL综合管廊隧道工程,采用有限元软件ANSYS建立用三维精细化数值模型对其接头力学参数和破坏过程进行计算和分析,并采用试验方法对接头力学行为进行分析,将试验结果与数值计算结果进行对比分析。结果表明:接头竖向位移、接头转角和接头抗弯刚度与接头内力关系曲线具有明显的分段线性或非线性特征,其中接头竖向位移和接头抗弯刚度与弯矩的关系曲线可以分为两段,接头转角与弯矩的关系曲线可以分为3段;轴力对管片接头的各项力学参数均有不同程度的影响;正弯矩接头的破坏始于外弧面混凝土压溃;试验得到的接头力学参数和数值计算结果均呈现出相同的变化规律,验证了数值计算的可信度。     

京张高铁八达岭长城站大跨度深埋三连拱隧道设计及施工方法研究

目前三连拱隧道衬砌荷载尚无成熟的计算方法且类似工程施工经验相对较少,以京张高铁八达岭长城站为例,研究在V级围岩地质条件下,大跨度深埋三连拱隧道设计计算方法及合理的施工工序。依据普氏平衡拱理论并借鉴双连拱隧道围岩荷载计算方法,提出深埋三连拱隧道围岩荷载模型,通过建立有限元模型,分析三连拱隧道的合理施工工序。研究表明:三连拱隧道围岩压力可以看作拱部松散土压力及中隔墙所承受的压力之和;三连拱施工工序推荐采用先侧洞后中洞的工序,对于施工过程中保持围岩及支护结构体系的稳定较为有利;通过右洞围岩压力计算结果与现场检测结果对比分析,围岩压力最大相对误差在10%以内,全施工阶段监测情况一切正常,验证了解析法计算结果的合理性及施工工序的优越性。     

隧道内无砟轨道道床板更换为钢支墩可行性研究

在实际运营中,隧道内轨道结构由于地下水压力作用和混凝土强度不足等问题,出现道床板上拱并产生裂纹病害,当上拱和裂纹达到一定程度,会对行车造成一定的影响,故针对隧道内轨道结构病害提出采用钢支墩更换无砟轨道道床板的整治方案,并提出施工流程建议。此方案结构较为简单,施工更换方便,能够节省施工时间,为快速恢复既有线铁路运营提供了保障。同时基于连续弹性支承梁模型和弹性点支承梁模型,推导出钢轨竖向和横向支点力,将其施加在局部计算模型上进一步开展了力学仿真计算。计算结果表明:钢支墩的埋深比应取1.8,当其出露高度在0.04~0.34 m时,钢支墩周围混凝土的应力及变形均满足设计要求,采用钢支墩更换隧道内无砟轨道方案是可行的。     

基于风险管理门的高铁站场设计过程风险管理研究

高铁建设投资大、技术复杂、标准高,其站场设计过程一旦存在风险隐患将极大地影响整个高铁建设项目的进度和质量。但目前高铁站场设计过程的风险管理方法极其缺乏。对此,依托风险管理门理论,高铁站场设计过程被划分为预可行性研究、工程可行性研究、方案优化研究、初步设计、扩大初步设计、施工图设计等6道"风险管理门",再采用阈值检查判断每道风险管理门是否达到了控制标准,从而构建了高铁站场设计过程风险管理体系,并在安九高铁建设项目中安庆西站施工图设计阶段实践应用,验证其有效性和实用性。弥补了当前高铁站场设计过程风险管理研究十分缺乏的不足,为高铁站场设计过程风险管理提供新方法,有利于提高高铁站场设计质量,控制设计过程风险,并对推动高铁设计阶段风险管理研究的发展起到积极作用。     

地铁扣件DI弹条安装受力分析及工艺优化改进研究

为了整治地铁扣件DI弹条扣压力不足、疲劳断裂、锈蚀等病害,通过建立DI弹条扣件系统有限元模型进行安装状态受力特性分析,同时对弹条生产的原材料、工艺参数、表面处理方式等进行优化改进,最后对采用新工艺生产的DI弹条进行扣压力、疲劳试验和盐雾试验,验证了优化措施的有效性。研究结果表明:弹程为10. 5 mm时,弹条最大等效应力值为1 400 MPa,发生在弹条后拱小圆弧内侧,此区域为弹条关键受力区;相比60Si2Mn,采用60Si2MnA弹簧钢为原材料的弹条扣压力从8. 17 k N提高至8. 79 k N,疲劳次数从503万次提高至541万次。最优的弹条生产工艺参数为:加热温度应为930～1 020℃,淬火温度应≥830℃,淬火介质应为32号机油,淬火介质温度应为60℃±20℃,回火设备应为网带式连续回火炉,回火温度为500～550℃。弹条表面经多元合金共渗处理后的综合性能最好。     

基于F型轨道轧制工艺下的磁悬浮列车悬浮电磁铁电磁力计算

利用Ansoft软件中的Maxwell2D模块,以CMS03A磁悬浮列车为例,对基于轨道轧制工艺下的悬浮电磁铁电磁力进行计算,分析了悬浮电磁铁的电流、气隙、轧制半径及水平错位对悬浮力和导向力的影响,并将结果与传统结构进行了比较,得出磁通密度、悬浮力和导向力都小于传统结构的结论.     

公路路床常见处理措施

通过对汽车荷载作用下路床的受力分析,探讨不同的路床处理方法的适用性。设计中常用的处理方法有翻挖晾晒、掺灰处理、换填及深层处理。翻挖晾晒和掺灰处理主要对原土的含水量进行改良,掺灰处理还可以降低土的膨胀性;换填是将路床范围的不良地层超挖,然后分层回填合格的路基填料;深层处理常常将路床及路床以下地基一并处理。良好的路床对路面的稳定性和耐久性起到至关重要的作用,故在设计中应重视路床部位的处理。     

某航站楼曲面网架基于不同施工顺序的施工过程分析比较

某航站楼在复杂曲面网架施工时依照不同的施工顺序提出了3种施工方案,采用有限元软件Midas对不同方案进行施工过程计算分析,比较不同方案的应力和变形结果,并与静力分析模型结果进行比较,表明了合理的施工方案及施工过程分析的重要性。