Method for obtaining the wheel–rail contact location and its application to the normal problem calculation through ‘CONTACT’

This work presents a robust methodology for calculating inter-penetration areas between railway wheel and rail surfaces, the profiles of which are defined by a series of points. The method allows general three-dimensional displacements of the wheelset to be considered, and its characteristics make it especially suitable for dynamic simulations where the wheel–rail contact is assumed to be flexible. The technique is based on the discretisation of the geometries of the surfaces in contact, considering the wheel as a set of truncated cones and the rail as points. By means of this approach, it is possible to reduce the problem to the calculation of the intersections between cones and lines, the solution for which has a closed-form expression. The method has been used in conjunction with the CONTACT algorithm in order to solve the static normal contact problem when the lateral displacement of the wheelset, its yaw angle and the vertical force applied in the wheelset centroid are prescribed. The results consist of smooth functions when the dependent coordinates are represented as a function of the independent ones, lacking the jump discontinuities that are present when a rigid contact model is adopted. Example results are shown and assessed for the normal contact problem for different lateral and yaw positions of the wheelset on the track.     

考虑沥青路面材料参数空间差异性的解析计算及影响分析

复杂服役环境下沥青路面的材料参数存在明显的空间差异性,具体表现为沿深度的模量梯度分布与非连续层间接触以及横观各向同性,实现其解析计算对现有的沥青路面力学响应分析及结构设计方法具有重要的参考价值。为此,从弹性力学基本方程出发,基于状态空间法,推导了具有指数模量梯度的横观各向同性弹性层状体系通解;在此基础上,基于波传递方法,将状态向量转换为波向量,并结合边界条件和层间条件,建立了考虑沥青路面材料参数差异性的多层路面结构解析解;然后借助MATLAB平台编制了数值计算程序,采用文献对比、BISAR程序以及有限元软件ABAQUS验证了该解析解的精度与效率;最后结合典型数值算例,阐述了该解析解在沥青Top-Down开裂和传统路面疲劳损伤分析中的应用。理论推导和数值计算结果表明：该解析解摆脱了弹性力学问题求解对应力函数的依赖性,并且借助波传播方法,避免了求解中正指数过大对求解精度的影响,并使得边界条件和不同层间接触关系的描述更加便捷;沥青路面材料参数的空间差异性不可忽视,沥青面层连续模量梯度会造成更大的路表拉应力和最大剪应力,进而加剧沥青路面的Top-Down开裂;而横观各向同性和层间接触状态间存在耦合效应,从而会加剧沥青路面的疲劳损伤。     

表面选区强化对钢轨波磨处轮轨滚动接触行为的影响

层流等离子体表面强化技术可大幅提高钢轨表面的硬度和耐磨性。为了揭示强化处理对轮轨滚动接触行为的影响,建立同时考虑钢轨表面选区强化和短波波磨的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,数值计算了车轮高速滚过一个波磨周期的轮轨力、接触斑黏滑分布和残余应力应变。对比发现:表面选区强化对轮轨力和接触斑黏滑分布的影响较小,不影响钢轨承载性能;对钢轨表面残余应力应变分布的影响明显,残余应力主要集中在屈服强度较高的强化斑内而残余应变主要集中在韧性较好的基体材料上,表面选区强化有效结合了强化斑和基体材料的力学性能,形成了一种强韧的良好匹配。结果可为现场生产服务提供一定的理论指导和应用参考。     

第三轨供电系统中受流器与第三轨的接触压力及其对受流性能的影响分析

介绍了第三轨受流器的结构原理。分析比较了弹簧式和气压式受流器与第三轨接触压力调节方式的特点。基于电接触基本理论详细的阐述了受流滑板与第三轨接触区的导电机理。接触区域的导电电路由无数微小的电阻及电容并联而成,接触压力通过影响微小电阻、电容的数量比例,进而影响接触面上的导电能力和磨损性能。标称静态接触压力的设计值接近或等于法向压应力临界值时,导电能力和磨损特性取得均衡。     

重庆轨道交通环线电力监控与数据采集系统的建设与创新

基于电力监控与数据采集系统深度集成于综合监控系统的弊端分析,介绍了重庆环线电力监控与数据采集系统独立组网的自立分层分布式系统结构,及其在控制中心与综合监控系统的互联。介绍了基于电力系统CIM(公用信息模型)和CIS(组件接口规范)的电力监控与数据采集系统模型建立,详细阐述了重庆环线电力监控与数据采集系统的程序控制技术及远程图形服务技术,以及该系统在能源管理及其他高级应用方面取得的创新成果。     

商用车试制PT至SOP快速验证方法研究

目前商用车的开发主要分为骡子车试制、工程试制和试生产几个阶段,与乘用车不同,商用车存在车型配置繁多,而且不同的配置之间可能会对整车在底盘的布置产生影响,进而影响整车在量产线的通过性,因此有必要在PT(工程试制)和SOP(试生产)阶段间加一个验证阶段,文章首先介绍了PT转SOP试制线的布局及工艺编排,然后对PT转SOP快速试制验证流程进行了介绍,最后对PT转SOP量产通过性的判断指标进行了说明,对PT车型如何更好的过渡到量产,减少量产线的停线及线下返工具有一定的参考意义。     

EVS耦合地层-岩性三维地质建模方法在南宁地铁工程中的应用

为解决地质建模软件Earth Volumetric Studio（EVS）存在的地层建模方法无法对钻孔揭露地层比较复杂的情形进行层序划分,岩性建模方法无法生成连续光滑的层间界面等问题,以南宁市轨道交通3号线青秀山站至博艺路站区间段为研究对象,提出一种同时具有表达复杂透镜体和清晰的地质层面能力的EVS地层-岩性建模方法。通过工程实例将该方法分别与地层建模和岩性建模方法进行对比分析和交叉验证计算,结果表明采用地层-岩性建模方法建立的模型比单独使用地层模型和岩性模型更能反映实际的地质情况,且模型具有更高的精度,模型的相对误差和均方根误差较地层建模方法明显降低。     

水下盾构隧道管片钻穿引起的涌水突泥治理技术研究

水下盾构隧道管片钻穿会引起大量涌水突泥,对隧道建设及运营造成重大影响,且采取的隧道修复措施将影响隧道的长期运营安全。以某地铁隧道被意外钻穿的实例为工程背景,为确保水下隧道意外钻穿破坏时,可以做到临时封堵有效,永久修复满足百年使用要求,提出修复思路。在水面利用浮船进行海上袋装水泥封堵,然后筑岛截断隧道与海水的联系;临时封堵后监测管片变形、复核隧道中线,明确钻孔对隧道限界的影响; 通过计算对结构安全性进行评价,明确钻孔对管片结构受力影响较小。在确保隧道钻穿对隧道限界及结构的影响可控后,采取地面注浆、洞内注浆、倒锥形封堵、洞内设置内撑钢板相结合的方案,对隧道钻穿处进行治理,保证隧道的安全运营。在隧道周边施工时,应加强隧道保护意识,避免对既有隧道造成破坏。     

大瑞铁路老红坡隧道穿越接触带单侧涌泥处理技术

大瑞铁路老红坡隧道穿越可溶岩与非可溶岩接触带施工单侧发生涌泥大变形地质灾害。通过分析变形开裂及地质成因,正洞内采用迂回导坑方案探明涌泥体范围,采用洞内扩挖工作洞室,在隧道单侧轮廓外施作超前水平注浆+高压水平旋喷桩加固及超前水平长大管棚的方案进行处理,并对该段支护及衬砌结构调整加强。依据现场工况,采用三台阶法分部、分段拆换作业,在钢架拱脚增设临时仰拱或临时横撑控制收敛变形,及时施作格栅钢架模筑衬砌,变形稳定后再施作永久二次衬砌。该技术在大瑞铁路老红坡隧道单侧突泥涌水地质灾害处治施工实践中得到了成功应用,取得了良好效果。     

城镇污水处理厂电气设计节能优化解析

从污水处理厂的供配电系统、电气设备选型、电气线路选型、照明系统四个方面介绍了城镇污水处理厂的电气设计节能优化的措施,并结合相关规范、文献及设计经验对污水厂电气设计节能优化要点进行简要解析。