The Kalker book of tables for non-Hertzian contact of wheel and rail

A new regularisation of non-elliptical contact patches has been introduced, which enables building the look-up table called by us the Kalker book of tables for non-Hertzian contact (KBTNH), which is a fast creep force generator that can be used by multibody dynamics system simulation programs. The non-elliptical contact patch is regularised by a simple double-elliptical contact region (SDEC). The SDEC region is especially suitable for regularisation of contact patches obtained with approximate non-Hertzian methods for solving the normal contact problem of wheel and rail. The new regularisation is suitable for wheels and rails with any profiles, including worn profiles.

The paper describes the new procedure of regularisation of the non-elliptical contact patch, the structure of the Kalker book of tables, and parameterisation of the independent variables of the tables and creep forces.

A moderate volume Kalker book of tables for SDEC region suitable for simulation of modern running gears has been computed in co-simulation of Matlab and program CONTACT.

To access the creep forces of the Kalker book of tables, the linear interpolation has been applied.

The creep forces obtained from KBTNH have been compared to those obtained by program CONTACT and FASTSIM algorithm. FASTSIM has been applied on both the contact ellipse and the SDEC contact patch. The comparison shows that KBTNH is in good agreement with CONTACT for a wide range of creepage condition and shapes of the contact patch, whereas the use of FASTSIM on the elliptical patch and SDEC may lead to significant deviations from the reference CONTACT solutions.

The computational cost of calling creep forces from KBTNH has been estimated by comparing CPU time of FASTSIM and KBTNH. The KBTNH is 7.8–51 times faster than FASTSIM working on 36–256 discretisation elements, respectively.

In the example of application, the KBTNH has been applied for curving simulations and results compared with those obtained with the creep force generator employing the elliptical regularisation. The results significantly differ, especially in predicted creepages, because the elliptical regularisation neglects generation of the longitudinal creep force by spin creepage.     

基于虚拟应力场法的船舶避让与控制

为了实现船舶在航道内的避障,应用虚拟力场法建立了避障模型,描述了目标点的虚拟引力和障碍物的虚拟斥力之间的关系及其功能设计,实现了从船舶运动坐标值到控制量的转变,结果证明．船舶能够在多变的周边环境中实现避障功能。     

带分布式动力吸振器基座振动传递特性研究

在弹性梁上等间距安装吸振器,构建带分布式动力器的基座系统,建立了Euler梁-吸振器-弹性支承耦合系统的力学模型。给出了子结构的导纳矩阵,推导了基座的动态特性传递方程,得到了基座系统的力传递率表达式,并详细讨论了系统参数对基座减振性能的影响。搭建了带分布式吸振器基座系统实验平台,对电阻应变式力传感器进行了标定,测试了基座的力传递率特性。数值仿真与实验测试结果均表明,带分布式动力吸振器基座在低频取得了优越的减振效果。     

海流作用下沉管—双驳船沉放系统沉放过程的阻力特性分析

文章通过CFD方法对海流作用下沉管管节与双驳船组成的沉放系统在不同沉放水深时的阻力进行分析,采用RANS方程和SST k-ε湍流模型,利用试验结果验证所用模型和方法的正确性。结合沉放过程三个典型工况,分析90°来流时的流场变化对阻力特性变化产生的影响。结果表明数值结果与试验结果差异较小,驳船和沉管之间的相对位置、沉管沉放深度对流阻力大小影响较大。     

基于MR阻尼器的单自由度系统减振特性分析

在不同频率和振幅的正弦激励下,研究了基于磁流变阻尼器的单自由度弹簧阻尼系统的振动特性,分析了磁流变阻尼器的减振控制效果.主要通过建立磁流变阻尼器的振动实验模型,并在不同激励工况下测试了系统的振动特性.研究结果表明:系统在低频区30Hz内随着激励振幅和频率的提高减振效果越好,且激励频率对减振效果的影响更明显.当激励频率与系统一阶固有频率接近时,系统也具有良好的减振效果.     

用桩加固浅基础的力学模型研究

对用桩加固既有铁路桥梁中浅基础常用计算方法进行比较,认为此类结构应考虑承台结构的变形,并提出了合乎实际情况的力学模型。实例计算与比较分析结果表明,由于用桩加固浅基础时其承台结构的特殊性,竖向荷载对桩身弯矩有较大影响。此外,给出了考虑承台变形和竖向荷载的影响时,浅基础用桩加固的力学模型计算公式。     

鱼腹式箱梁横向受力的数值分析

介绍了箱梁横向受力的解析法与有限元分析法的特点。结合工程实例,对预应力混凝土鱼腹式连续箱梁的横向受力进行数值模拟,通过多工况计算分析,找出了最不利荷载分布模式,得到了各工况应力、内力以及裂缝开展的规律。计算表明,若桥面板横向不配置预应力钢束,则可能导致箱梁横向开裂,且裂缝超过规范容许值,从而影响整体结构的耐久性,该文计算方法是桥梁纵向设计计算的必要补充,所提出的合理化建议已被采纳,经试验及工程实践验证取得了良好的效果。     

电磁馈能悬架作动器设计

为了实现电磁馈能悬架减振与能量回收的目的,将永磁直线电机作为悬架的作动器.以传统筒式减振器为试验对象,设计了一种圆筒型直线式作动器,对作动器各部分结构尺寸进行了设计,并对作动器进行了仿真分析.结果表明:设计的永磁直线作动器电磁力在均值为330N,磁场分布均匀,满足作动器设计要求.     

基于 VAR 模型的区域交通运输需求与GDP 的关系实证分析

为研究区域交通运输需求和经济发展之间的关系,运用协整理论进行实证分析,选取1985—2013年重庆货运周转量、客运周转量、GDP数据,建立交通运输需求与经济之间的VAR模型,运用脉冲响应和方差分解对系统进行动态分析。结果表明：交通运输需求和GDP之间存在长期协整关系,GDP带动交通运输业的发展,交通运输业对GDP的贡献率较小;但随着交通运输业的不断发展,在逐渐加大对区域经济的推动作用。最后根据实证分析的结论,对重庆市交通运输业的发展提出相关建议。     

盖梁穿钢棒法施工应用的分析

桥梁无支架施工作为一种能缩短施工时间,减少桥梁附属工程工作量的施工方法,已经在公路桥梁施工中大量运用。文中从实例出发,对穿钢棒的结构、受力计算、穿钢棒法施工盖梁工艺等做了详细分析。