How well a single-track linear model captures the lateral dynamics of long combination vehicles

ABSTRACT

The effect of centre-of-gravity heights on the high-speed performance measures of long combination vehicles including truck with double centre-axle trailers, Nordic, and A-double combination vehicles is investigated. The high fidelity three-dimensional models, used in this research, are validated against physical test data. These models are often accurate in terms of the actual dynamic behaviours of the vehicle. On the other hand, the simple yaw-plane single-track models with linear tires require less number of vehicle parameters. In this paper, it is investigated how accurate the estimations of performance measures are at high forward speeds by such single-track linear (STL) models. The influence of load height is especially studied. The high-speed performance-based standard or PBS measures considered are rearward amplifications of both lateral acceleration and yaw velocity; lateral load transfer; yaw damping and high-speed transient offtracking. The results show that tire relaxation has a large effect and it is rather easy to add to an STL model, so it is assumed to be modelled in STL. With realistically high payload and a required accuracy of PBS measures of approximately 10%, only the accuracy of rearward amplification of yaw velocity calculated by the frequency response is fulfilled by the STL. With low payload, the same statement is valid, but with around 5% in required accuracy. The roll dynamics effects are more important than the tire non-linearities.     

象山港大桥建设对湾内潮流特性的影响

利用潮流数学模型，分析象山港大桥工程建设前后象山港内的潮流特性和工程建设对桥区潮流变化的影响。计算结果表明，大桥建设前后港内纳潮量基本不变，湾内高潮位略有下降，桥位区流速有所增加，港湾内整体流速有所减小，但改变幅度的相对值均不超过5％。除局部地区外，工程建设对湾内的潮流特征影响较小。     

超大跨径斜拉桥钢桥面板疲劳损伤监测与断裂力学研究

为研究超大跨径斜拉桥钢桥面板的疲劳损伤问题,本文以某斜拉桥为工程背景,对实桥进行了现场疲劳损伤监测与分析,并基于断裂力学的三维裂纹扩展模型,对钢箱梁顶板-U肋和横隔板-U肋等焊接细节进行了数值仿真与研究。结果表明：实桥顶板-U肋焊缝细节高应力幅(大于10MPa)循环次数与疲劳损伤度明显低于横隔板-U肋细节,横隔板-U肋焊缝最大应力幅达到75~90MPa,顶板-U肋焊缝最大应力幅为15~30MPa,横隔板-U肋焊缝细节处裂纹数量远大于顶板-U肋焊缝细节处裂纹数量;顶板-U肋焊缝裂纹在扩展过程中基本保持平面,裂纹扩展有先沿焊缝方向纵向扩展,再向深度方向扩展的趋势;横隔板-U肋焊缝焊趾处裂纹先沿初始裂纹深度方向在横隔板扩展,再向横隔板厚度方向扩展,焊趾处裂纹先向U肋厚度方向扩展,后沿初始裂纹长度方向顺桥向扩展;在初始裂纹尺寸与荷载条件相同的情况下,顶板-U肋焊缝焊趾处裂纹扩展速度大于焊根处裂纹扩展速度,横隔板-U肋焊缝焊趾处裂纹扩展速率大于横隔板焊趾处裂纹扩展速率。     

铁道车辆轴箱弹簧断裂故障对动力学性能的影响

车辆运行过程中,当轴箱弹簧突发断裂故障,会造成动力学状态和性能突变,一系悬挂刚度突然减小,暂时失去承载能力,会威胁车辆行车安全。结合整车的动力学仿真,建立了轴箱弹簧断裂过程的力学模型,对整个断裂过程进行仿真,模拟了轴箱弹簧突然断裂工况下车辆动力学性能变化,分析了轴箱弹簧断裂条件下车辆直线行车安全性以及曲线通过安全性。计算分析结果表明:轴箱弹簧突然断裂导致一系悬挂刚度剧变,引起轮轨垂向力先减小后增大,轮重减载率、脱轨系数等参数增大直至超限,但对轮轨横向力影响不大。     

干湿交替条件下膨胀围岩隧道的力学性态研究

以广西南宁膨胀土为围岩材料,制作室内膨胀围岩隧道物理模型。通过对隧道模型进行干湿循环试验,得出围岩在吸水及失水条件下的围岩应力-时间关系曲线及衬砌应变-时间关系曲线。试验认为在吸水过程中大部分测点的围岩压力都经历了增长、减小、不同速率的再增长3个阶段。衬砌变形则经历缓慢增长、急剧增长、急剧减小、微增长4个阶段;在失水过程中,从整体上可以将围岩压力变化分为两部分,即围岩失水收缩致使衬砌和围岩的接触压力下降导致围岩应力值减小以及土体收缩产生收缩应力导致应力监测值增大。并分析这种变化规律的形成机理,证明时间效应和空间效应的存在。为今后膨胀围岩隧道的结构设计和施工优化提供一定的理论参考。     

出行链视角下城市轨道交通接驳方式联合选择模型

以城市轨道交通出行方式链为例,针对城市轨道交通两端的接驳方式,构建基于交叉巢式Logit(CNL)模型的城市轨道交通出行链联合选择模型。模型从出行全过程角度,将轨道交通两端的接驳方式纳入一个模型里进行联合选择。模型选取出行者社会经济特征,发生端出行特征,到达端出行特征三类特征变量,建立联合概率模型,对特征变量进行标定。模型结论显示:(1)以到达客流为主的城市轨道交通站点对于交通接驳便捷程度的敏感性更高;(2)公交接驳方式转化为小汽车接驳的可能性更高。对于揭示城轨接驳规律,优化轨道接驳系统具有实际意义。     

60Si2Mn材质弹条疲劳断裂原因分析

通过对城市轨道交通钢轨扣件中60Si2Mn弹条在现场实际使用过程中发生断裂现象的理论定性和有限元定量分析研究,确定了影响弹条断裂的原因。通过研究60Si2Mn弹条在钢轨扣件中的受力情况可知,其最大等效应力集中点与弹条现场使用实际破坏点相吻合,这是弹条断裂的主要原因之一,而弹条长期处于强度极限条件下工作,最终发生疲劳破坏,为弹条断裂的根本原因。经过现场对比试验,提出了相应的优化措施和60Si2Mn弹条在设计和维修养护过程中应把控的关键点。     

基于Matlab的某型动车组三电平整流器试验台算法仿真研究

简要介绍了某型动车组所用单相三电平脉冲整流器的主电路,详细分析了其采用的瞬态电流控制方法的实现原理。在Matlab/Simulink环境下建立了该三电平脉冲整流器试验台的仿真模型,并对该三电平脉冲整流器在牵引工况、再生制动工况,以及运行过程中电网电压与负载突变情况下进行了仿真分析,为设计及制造该型动车组三电平整流器检验、测试设备奠定理论基础。     

轨道交通简支梁钢筋混凝土圆墩地震反应分析

结合郑州市第一条城市轨道交通高架桥的工程实例,通过建立有限元计算模型,对简支梁不同墩高的钢筋混凝土圆形桥墩进行结构动力特性分析、E1地震作用下的多振型反应谱分析以及E2地震作用下基于纤维模型的弹塑性非线性时程地震反应分析,研究不同墩高桥墩的抗震性能和地震响应变化规律。结果表明,桥墩在地震作用下满足抗震设计要求,希望为城市轨道交通桥梁钢筋混凝土圆形桥墩抗震设计提供参考。     

铁路交通中基于通信的无线定位问题分析

简要阐述无线定位的基本原理和在铁路交通中的具体应用和发展趋势 ,对定位误差进行了分析 ,并结合铁路交通定位的特殊性 ,提出适合铁路交通的单、双基站定位方案 ,在定位精度和抗NLOS等方面对各方案进行比较分析。提出建立自适应列车运动轨迹预测模型 ,并对如何提高定位精度进行了分析。