压力容器相控阵超声检查工艺模拟仿真

设计了一种新型压力容器超声波相控阵检查系统装置,该装置能够实现压力容器焊缝的自动扫查。针对某种接管焊缝的无损检测工艺,运用CIVA仿真软件,对该系统的相控阵超声检验工艺进行模拟仿真。声场仿真结果表明:所选择的相控阵探头及其所设置的聚焦法则能有效覆盖整个焊缝厚度区域,并且部分检查区域重合,能达到理想的聚焦检查效果。缺陷响应仿真结果表明:表面缺陷和不同深度埋藏缺陷的缺陷响应反射回波均大于记录标准(DAC-12.0 dB),且信噪比满足要求,均能有效检出。仿真结果为超声检测工艺的设计和优化提供了参考。

轨道不平顺激励下高速磁浮列车垂向动力学仿真

为了分析高速磁浮列车直线行驶过程中各项因素的影响,基于多体动力学软件Simpack建立了高速磁浮列车的垂向动力学模型,施加轨道谐波高低不平顺激励,研究了行驶速度、轨道不平顺波长和幅值、车重和悬浮架重以及一二系悬挂参数对于平稳性的影响。对全高速域的仿真结果表明:该型高速磁浮列车满载通过直线线路时,不同车速对应于不同的敏感波长范围。随着列车速度的增加,引起车体主频响应的波长增长,敏感波长范围扩大。并且随高低不平顺幅值的增大,垂向Sperling指标非线性上升,且上升速率逐渐减小。另外,车体重量的增加,悬浮架重的减小,会改善平稳性。在高速磁浮列车的工程应用参数范围内,适当减小一系悬挂刚度、二系悬挂刚度和阻尼,增大一系悬挂阻尼,有助于改善平稳性。其中二系悬挂对车辆平稳性的贡献最大。

磁浮轨排铺设装备-轨排轨道梁耦合动力学分析

磁浮轨排铺设装备是用于中低速磁浮轨道铺设施工的一种设备。针对磁浮轨排铺设装备在轨排轨道梁上行驶时的耦合动力学问题进行了研究。对磁浮轨排铺设装备-轨排轨道梁耦合动力学模型进行了分析,建立了整个系统的动力学方程,以德国高干扰轨道不平顺谱模拟轨排不平顺谱作为激励,分别运用数值分析和联合仿真分析对系统耦合动力学模型进行求解。数值仿真结果为满载、空载工况下设备的垂向振动分范围为-2.01-2.08 mm、-1.23-1.79 mm,联合仿真结果为满载、空载工况下设备的垂向振动分范围为-2.79-2.83 mm、-1.84-1.87 mm,结果对比说明了仿真的正确性。在磁浮轨排铺设装备驶过时,满载、空载工况下轨排轨道梁最大变形分别为4.24 mm、3.43 mm,符合相关的设计要求,并且轨排轨道梁易于发生一阶横向及垂向振动。

中低速磁浮车辆-道岔主动梁刚柔耦合振动分析

针对中低速磁浮道岔,建立磁浮车辆-道岔梁耦合振动分析的数学模型,以分析磁浮列车通过道岔主动梁时的梁振动为研究目标。采用有限元软件对主动梁进行静力学分析,然后逆求主动梁的等效刚度曲线,并运用拉格朗日动力学方程建立磁浮车辆-道岔梁刚体动力学模型。基于动力学仿真软件,对磁浮车辆-道岔梁进行刚体动力学仿真,得到列车通过道岔时道岔梁中点垂向位移曲线图。然后采用ABAQUS和SIMPACK联合仿真,对主动梁进行刚柔耦合动力学仿真。分析结果表明:梁的刚度和重量对梁变形影响很大,对柔性主动梁动力学分析得出的垂向位移量大于刚体主动梁的位移量,柔性主动梁更与实际情况接近。

中低速磁浮道岔车岔耦合振动分析

针对中低速磁浮道岔,建立磁浮道岔车岔耦合振动分析数学模型,以分析磁浮列车通过道岔时的车岔耦合振动为研究目标。根据道岔梁纵向承载结构的特点,将整个道岔分为六节进行等效刚度分析,并运用有限元软件仿真及曲线回归方法分析求解等效刚度分段函数表达式,建立列车道岔耦合振动动力学模型。基于动力学仿真软件,对无阻尼道岔梁进行耦合振动分析,得到列车通过道岔时道岔梁应变曲线图。为了减少道岔梁应变,选择并联不同粘阻系数的阻尼器后再对道岔进行仿真。分析结果表明,列车-道岔耦合振动模型在列车通过道岔时,无阻尼道岔梁最大变形为1.91mm,并联c=3×10^5N.s/m阻尼器后道岔梁最大变形减小到1.22mm,并联阻尼器后大大减小了道岔梁变形,列车和道岔工作安全。分析结果还可为道岔梁减震设计及高速磁浮道岔的设计提供动力学基础。

弹性阻尼元件对高速磁浮列车横向动力学的影响

为了分析高速磁浮列车行驶过程中各项因素的影响,基于多体动力学软件Simpack建立了204自由度的横向动力学模型,施加轨道方向不平顺激励,研究了行驶速度、轨道不平顺以及弹性阻尼元件参数对于平稳性的影响。对全高速域的仿真结果表明;该型高速磁浮列车满载通过直线线路时,在不同车速下横向Sperling指标的变化趋势接近,都存在近似的敏感波长范围。并且随方向不平顺幅值的增大,横向Sperling指标非线性上升。横向两侧橡胶簧对车辆横向平稳性的贡献最大。

横风作用下的高速磁浮列车曲线通过性能研究

针对横风对高速磁浮列车曲线通过性能的影响问题,以我国高速磁浮列车为原型,建立了204自由度的车辆轨道垂横耦合模型,施加横风载荷和轨道方向不平顺激励,对列车满载通过曲线线路的工况进行数值模拟。仿真计算和对比分析结果表明:横风作用时,风力引起的迎风侧磁场间隙变小是影响列车安全运行的重要因素。横风效应使列车在单侧压力下的动力学性能呈现相当强的非对称性,迎风侧和背风侧的系统结构振动响应相差很大。曲线通过时,风向从外侧向内比从内侧向外,运行平稳性更差。横风风速小于10 m/s时,各项动力学性能指标变化不大。在风速大于15 m/s后,横风风速对车辆系统动力学的影响超过超高情况、车速和轨道方向不平顺,起主导作用。