地震作用下高速铁路桥梁的动力响应及行车安全性研究

将桥梁在地震作用下的运动方程和车辆振动方程，通过桥梁子系统与车辆子系统间的非线性轮轨接触关系联系起来，建立可考虑多点激励与行波效应的车桥系统地震反应动力学分析模型。以某高速铁路连续梁桥为例，对非一致地震激励下桥梁结构的动力响应及桥上车辆运行安全性进行研究，提出确保地震发生时高速列车在桥上安全运行的临界速度限值，可供实际工程设计时参考。     

基于蠕滑机理的重载货车车轮磨耗研究

在多体动力学分析软件包SIMPACK中建立重载货车动力学模型,基于轮轨蠕滑机理在MATLAB软件中编制车轮踏面磨耗仿真程序WWS.根据车轮磨耗仿真结果和现场实测结果对Zobory磨耗模型进行修正.研究车辆非理想状态对车轮磨耗的影响,分析轮轨型面和转向架结构对车辆非理想状态的适应性.通过钢轨表面滚动接触疲劳损伤特征的研究,对车轮滚动接触疲劳和磨耗耦合关系进行数值模拟.主要研究内容和结论如下.     

采用新型钢轨焊缝保护装置后钢轨焊缝处的轮轨动力学特性

根据轮轨相互作用机理,建立安装新型钢轨焊缝保护装置后钢轨焊缝处的车辆—轨道耦合动力学模型,对此处的轮轨垂向力、脱轨系数、轮重减载率等轮轨动力学指标进行仿真计算,并分别与采用鼓包鱼尾板和没有焊缝保护装置时进行对比,研究采用新型钢轨焊缝保护装置时焊缝处的轮轨动力学特性。对比分析结果表明:采用新型钢轨焊缝保护装置后,轮轨垂向力降幅分别为1.28%和4.63%,脱轨系数降幅分别为1.49%和2.94%,轮重减载率降幅分别为3.41%和7.68%;新型钢轨焊缝保护装置在各速度条件下均能够有效地减小焊缝振动和动态受力。由此可见,采用新型钢轨焊缝保护装置,可消除打螺栓孔带来的安全隐患,有效减小焊缝处的动力响应,加强焊缝处的轨道结构整体性。现场动态测试结果进一步验证了新型钢轨焊缝保护装置结构的合理性。     

高速铁路邻近车站曲线最小半径研究

为了分析研究高速铁路邻近车站曲线最小半径对列车运行安全性与舒适性的影响,运用Simpack软件建立列车-线路动力学仿真模型。从动力学角度分析不同曲线半径对通过列车和停站列车的安全性和舒适性的影响。研究发现:通过列车经过车站邻近曲线时的轮轴横向力、脱轨系数、轮重减载率、列车平稳性指标大于停站车通过车站临近曲线时的相应指标;停站列车通过距离车站较远的圆缓点的轮轴横向力、脱轨系数、轮重减载率、平稳性指标能够满足运行安全性与舒适性需求,考虑富余量,停站列车速度采用通过曲中时的车速是合适的。     

车辆动力学稳定性控制的仿真研究

对车辆动力学稳定性控制的控制原理，控制策略，控制逻辑和算法进行了理论分析。在此基础上，对车辆动力学稳定性控制进行了仿真分析，结果表明，车辆动力学稳定性控制能够改善车辆在高速下或在滑路上转向时的操纵性和稳定性。     

轿车车身结构动力学分析

利用有限元分析的方法对轿车车身骨架结构进行了动力学分析，通过对改变车身结构情况分析计算，研究了车身结构与其固有频率和振动的关系，结果表明：对于管式骨架式轿车车身，可改变钢管外径来解决共振问题。钢管外径和壁厚对其振型改变很小。进行局部加强也可改变整个车身结构的频率，而且对减小局部大变形有较好的效果。     

Prediction of wheel wear in urban railway transport: comparison of existing models

One of the most important maintenance costs in tramway transport comes from wear of wheel profiles. In the highly competitive railway market, the prediction of wear is then a major concern of the constructors. In this article, we present and compare four models well adapted to tramway conditions, involving contacts on the rolling tread and on the flange with very different sliding and pressure conditions. Moreover, all models can be implemented from the natural outputs of the railway simulation packages classically used in industry for the dynamics design of the vehicles. The first one, proposed by Jendel, is based on the well-known Archard's wear model. Enblom continues Jendel's approach by taking into account the contribution of wheel deformation on the sliding velocity. The last two models, developed by Zobory, and Pearce and Sherratt, determine the wear from the energy dissipation in the contact area. The models are first compared on a theoretical basis and, for that purpose, are rewritten in a common form. Two cases are distinguished: mild wear as arising on the rolling tread and severe wear as arising on the flange. The models are also compared in the practical case of an urban transport vehicle running on circular tracks with different curve radii. Although the models show equivalent trends according to the theoretical study, important discrepancies appear between estimated wear depths. All models are actually dependent on experimental coefficients and it is likely that they were estimated in different conditions. On the other hand, a reasonable agreement can be found in some particular conditions. As an example, Zobory's, Enblom's and Jendel's models are very close to each other in severe wear conditions. This work shows that a general and reliable model could probably be developed from all positive aspects of the existing ones.     

南海风浪条件下Spar式浮式风机平台的构型及参数

使用WAMIT软件建立了OC3-Hywind Spar式浮式风机模型,联合FAST软件计算了浮式风机在不同工况下的幅值响应算子;结合为南海海域波浪条件优化后的JONSWAP谱,对浮式风机进行了不同工况下的响应谱分析及最大响应值计算;进一步阐述了浮式平台结构构型参数的变化对整体结构在南海相应工况下的运动影响。     

船舶非线性横摇运动数值模拟研究

非线性大角横摇运动是危害船舶安全的重要因素,也是船舶水动力学关注的热点及难点问题。文章采用CFD方法,对某型驱逐舰船模在不同波长规则波中横浪航行时的横摇运动进行了数值模拟。通过与水池实验比对,数值仿真得到的稳定横摇幅值与实验值的误差在10%左右。同时,数值模拟证实了非线性横摇的两种典型特征—“多值”及“跳跃”现象。数值模拟结果表明,CFD方法可作为研究船舶非线性横摇运动的有效手段。     

基于ADINA的水润滑轴承结构改进研究

应用有限元软件ADINA分别建立了传统水润滑橡胶轴承及其改进结构的CFD和FSI模型,分析比较水流轴向流速、轴的周向转速等参数对轴瓦变形和水膜压力分布的影响规律。计算结果表明：本文提出的轴承改进结构承载力较传统的水润滑轴承提高20%。具有较好的工程应用前景。