Shear forces in the contact patch of a braked-racing tyre

This article identifies tyre modelling features that are fundamental to the accurate simulation of the shear forces in the contact patch of a steady-rolling, slipping and cambered racing tyre. The features investigated include contact patch shape, contact pressure distribution, carcass flexibility, rolling radius (RR) variations and friction coefficient. Using a previously described physical tyre model of modular nature, validated for static conditions, the influence of each feature on the shear forces generated is examined under different running conditions, including normal loads of 1500, 3000 and 4500 N, camber angles of 0° and?3°, and longitudinal slip ratios from 0 to?20%. Special attention is paid to heavy braking, in which context the aligning moment is of great interest in terms of its connection with the limit-handling feel. The results of the simulations reveal that true representations of the contact patch shape, carcass flexibility and lateral RR variation are essential for an accurate prediction of the distribution and the magnitude of the shear forces generated at the tread–road interface of the cambered tyre. Independent of the camber angle, the contact pressure distribution primarily influences the shear force distribution and the slip characteristics around the peak longitudinal force. At low brake-slip ratios, the friction coefficient affects the shear forces in terms of their distribution, while, at medium to high-slip ratios, the force magnitude is significantly affected. On the one hand, these findings help in the creation of efficient yet accurate tyre models. On the other hand, the research results allow improved understanding of how individual tyre components affect the generation of shear forces in the contact patch of a rolling and slipping tyre.     

固定辙叉轮轨接触关系算法研究及软件开发

基于轮轨接触理论,考虑固定辙叉复杂的轨头廓形变化及轨距线不连续,提出能够准确计算固定辙叉轮轨接触参数的算法并编制相应计算软件。通过现场试验,对LM型踏面通过60 kg/m钢轨12号合金钢组合辙叉时的轮轨接触点位置(包括沿辙叉纵向和各关键断面)进行测量,并与软件计算结果对比分析;采用该算法分析60 kg/m钢轨12号提速道岔整铸辙叉翼轨加高这一优化设计对轮轨接触参数的影响。结果表明,沿辙叉走行方向和辙叉各关键断面,实测值与软件计算的轮轨接触点变化规律基本一致;对翼轨适当加高可以优化轮轨接触关系,降低辙叉竖向不平顺,验证了该算法的正确性和软件的可行性,便于准确、高效地对固定辙叉区轮轨关系进行优化设计。     

城市轨道交通弓网系统现状分析与建议

既有城轨受电弓与接触网的类型较多,两者之间的配合问题尤为突出。总结国内外城轨弓网系统标准,存在内容描述较少,刚柔接触网未分开规定,指标参数相差较大,系统性不强等问题。总结国内外相关研究文献,发现弓网设计阶段对弓网接口的设计不足,弓网维修阶段存在机械故障较多,弓网仿真缺少实测数据确认等问题。最后针对城轨弓网系统研究现状的不足,对未来进一步研究工作提出若干建议。     

销接节点考虑接触特性的设计讨论

销接连接形式具有接触受力的特性。若不考虑这种特性,按现行设计思路将会夸大销轴受力的不利情况。参考Winkler弹性基础模型的假定,建立了一种新的简化计算模型。在此基础上推导出销轴跨中弯矩的设计计算公式。分析表明跨中弯矩在按规范JTJ025-86计算结果的基础上应乘以系数β进行折减,以考虑荷载沿销轴轴向的分布。销接节点实例分析证实按该模型计算的结果与接触仿真模拟的结果吻合程度较好。     

应用ANSYS软件分析提篮拱桥锚下局部应力

考虑锚垫板、喇叭套管、螺旋钢筋与锚固区混凝土的相互作用和混凝土非线性特性的影响,采用通用有限元ANSYS软件分析了双提篮系杆拱桥临时系杆拉力作用下锚固区局部应力。     

大跨径预应力混凝土梁桥长期挠度控制分析

目前国内大跨径预应力混凝土梁桥存在的主要病害是跨中下挠过大和箱梁梁体裂缝。本文对跨中下挠过大的主要原因进行了分析,介绍了施工控制中线形控制的方法,然后用恒载零弯矩理论给一座已建的95 160 95m连续刚构桥重新配置预应力束,并对原设计和恒载零弯矩配束从内力、位移、预应力筋用量三方面作一比较, 最后提出了控制跨中下挠过大的一些措施。     

矩形钢管混凝土桁架节点极限承载力研究

采用退化壳单元和三维实体单元分别模拟钢管和混凝土,考虑材料非线性、钢管与混凝土的接触非线性,对矩形钢管混凝土桁架节点的极限承载能力进行了研究。采用该方法对Y型节点、X型节点、T型节点以及K型节点进行非线性有限元分析得到的极限荷载值与试验破坏荷载值较为吻合。为矩形钢管混凝土节点极限承载力的分析提供了一个合适的方法,同时为矩形钢管混凝土桁梁桥节点的设计方法提供了理论依据。     

新型限流断路器在舰船电力系统中应用分析

针对舰船直流电力系统,开展了新型限流断路器的相关研究,研制出了高速限流断路器样机并进行了短路分断的验证实验。本文还对舰船电力系统中安装直流限流断路器方式进行了应用分析,结果表明该新型直流限流断路器能够满足现代舰船大容量电网对保护设备的要求。     

接触爆炸下舰船强力甲板塑性动态响应特性研究

基于舰船强力甲板结构和接触爆炸工况设计,采用非线性有限元计算方法对在不同炸药量下、不同尺寸的纵桁和强横梁的强力甲板进行接触爆炸数值模拟。分析球形炸药接触爆炸下空气冲击波的压力分布以及对甲板的冲击过程,结果显示强力甲板结构在接触爆炸下呈现出3种破坏模式,并通过定义构件相对强度因子,提出了破坏模式的判别条件,初步揭示舰船强力甲板在接触爆炸下的塑性动态响应特性。     

基于胎-梁耦合的湿滑跨座式单轨梁面抗滑性能研究

为了确保跨座式单轨车辆在不同工况下的行车安全,针对跨座式单轨车辆在雨天、冰雪、潮湿环境下的运行状态进行研究。基于流-固耦合算法(CEL)和有限元方法构建耦合关联的轮胎-梁面模型,在此基础上研究不同积水深度、不同行车速度条件下,轮轨垂向力和轮轨应力等参数的变化情况,解析水膜厚度与轮轨垂向力以及轮胎应力之间的关系。研究结果表明：接触参数数值变化受到梁面抗滑性能影响,这是引发行车安全问题的主要诱因。车辆轮胎接触垂向力随着梁面积水厚度的增加快速降低,从而引起车轮漂移、瞬间打滑现象。研究成果可为跨座式单轨制定行车安全的保障措施提供理论依据。