基于不同标准的煤炭漏斗车车体焊缝疲劳寿命研究

利用接触非线性分析技术,基于AAR标准的名义应力法和ASME标准的结构应力法研究煤炭漏斗车车体焊缝的疲劳问题。首先,建立漏斗车重载车体强度分析模型,利用修正D-P本构模型的实体单元模拟散粒煤、接触单元模拟散粒煤与车体结构的作用,并通过主要载荷作用下车体静强度试验结果验证车体仿真分析结果,应力最大误差小于15%。其次,运用名义应力法,在标准和实测载荷谱下分析车体焊缝疲劳寿命,结果表明:端墙与端漏斗板焊缝寿命最短,为2.72×10^(6)km;基于标准纵向载荷谱的焊缝寿命小于基于实测的计算结果,表明标准的纵向载荷谱相对恶劣。最后,在标准中100t漏斗车重车心盘载荷谱和实测纵向载荷谱下运用结构应力法对车体焊缝进行应力与寿命分析。结果表明:基于结构应力法的焊缝疲劳寿命不及基于名义应力法的疲劳寿命,主要原因是结构应力法的疲劳性能参数适用于各类接头形式,且分析承载复杂焊缝时考虑了面内剪切结构应力的影响。因此,对接头几何形状和应力状态复杂的车体从板座及底架区域的焊缝建议采用结构应力法对其进行疲劳寿命分析。

既有铁路漏斗车底门开闭机构适应性分析

底门开闭机构是铁路漏斗车的关键部件,其稳定性、可靠性及卸货速度等关键性技术和性能指标会直接影响车辆的卸货效率、运输能力和运输安全。为了更深入地了解底门开闭机构的性能,文章通过对既有铁路漏斗车底门开闭机构进行型式分类,从结构、原理和性能特点等方面对几种开闭机构的优缺点进行了分析,并进行了各型底门开闭机构的适应性研究。

石砟漏斗车操纵室侧窗改进设计研究

国内既有石砟漏斗车操纵室侧窗受空间位置限制,均采用上下抽拉式结构。概述了石砟漏斗车操纵室侧窗发展历程及结构形式,分析了其在实际运用中产生故障的原因,提出了新型侧窗设计方案,并完成了相关试验与装车运用。研究结果表明:新型侧窗的结构设计可以解决既有石砟漏斗车侧窗在实际运用中开关卡滞和密封性能不良等问题,满足既有石砟漏斗车加装改造的需求,具有更高的可靠性和经济性。

考虑初始变形的煤炭漏斗车车体结构屈曲分析

采用非线性分析技术研究漏斗车车体在承受散粒货物和纵向压缩载荷作用时,由散粒货物引起的垂直于侧、端墙方向的变形会使车体的结构稳定性降低。首先,利用具有修正的D-P本构模型的实体单元模拟散粒煤,并建立散粒煤单元与车体结构的接触关系,通过接触非线性分析获得重车车体侧、端墙的位移结果,并将其与基于AAR标准中散粒货物对侧、端墙的压力公式得到的位移进行对比分析,进而分区域修正侧、端墙的压力公式;其次,在车钩纵向压缩作用下对车体进行线性屈曲与考虑初始变形的非线性屈曲分析,侧墙和端墙的最小线性屈曲因子分别为0.89和0.52;非线性屈曲的结果表明,侧墙临界载荷为3 550 kN,比线性屈曲的降低了10.4%;端墙临界载荷为1 780 kN,比线性屈曲的降低了23.1%;应用修正后压力公式施加散粒煤对车体的作用,端墙的压力修正区域B的非线性屈曲临界载荷比应用修正前压力公式的增大了14.9%;最后,针对侧、端墙局部屈曲因子低的区域,分别提出了增强横向刚度和纵向刚度的补强方案,补强后侧、端墙结构的屈曲因子均可提升至1.0以上;应用修正后压力公式的侧、端墙临界载荷提高至4 092、3 164 kN。

碳纤维复合材料漏斗车的机械性能仿真分析

本文借鉴GLASSHOPPER公司推出的漏斗车建立了碳纤维复合材料漏斗车结构模型,借助有限元仿真软件ABAQUS对漏斗车结构进行性能的仿真分析,其中包括静力学分析和动力学分析。根据《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》对所建立的碳纤维复合材料漏斗车模型分别进行了静强度、静刚度、模态的研究,分析和评价了漏斗车结构的整体和局部性能,并给出了改进意见。

煤炭漏斗车变速箱的改进和修复

【目的】根据煤炭漏斗车变速箱的组成及结构特点,提出改进建议,解决煤炭漏斗车辆底开门开闭机构变速箱失效致使底门打不开或关不上的故障。【方法】通过拆除风动装置,采用合理的密封和润滑,改进变速箱蜗轮、蜗杆座、蜗杆的结构及尺寸,更换变速箱轴承等方法,保证煤炭漏斗车更好地安全运行。【结果】杜绝了煤炭漏斗车底开门自动打开或关闭的隐患,保证了车辆的安全运行。铁路列车区间运行容易发生煤炭泄漏,造成列车脱轨倾覆等铁路行车事故得到了有效治理。【结论】本文基于煤炭漏斗车变速箱对车辆更好地安全运行所起到的关键作用,对变速箱失效原因进行分析,规范并改进了修复管理,既能达到创造效益的目的,同时又有效地防控了风险,大大提升了铁路行车安全的可靠性。

煤矿竖井中无人料车智能网联管理系统及作业流程设计

近年来,煤矿领域正朝着智能化方向发展,结合当前煤矿智能化技术的发展及应用情况,对煤矿竖井中无人驾驶料车中的智能网联管理系统设计。无人车车端利用点云毫米波或激光雷达感知附近障碍物,在此基础上依托单车智能无人车技术实现无人自动驾驶。总结并设计了无人驾驶作业时的全流程及关键功能,平台接到派单后对路劲进行规划,然后开始无人驾驶,并完成装卸载工作,最后返程,期间如果出现失控、临时障碍物、路侧预警或者会车等情况,均有对应的预案。根据现场施工作业工况,完成了无人驾驶操纵全流程在煤矿井下中的应用效果设计,直观展示了现场无人驾驶施工的全流程现状,这为后期的具体施工设计提供了重要指导和参考意义。

基于漏斗车车体强度仿真与试验结果的车体端部斜撑结构优化

采用仿真与试验相结合的方法,分析某漏斗车车体端部斜撑结构强度及其稳定性。经过对比分析可知,斜撑孔边的仿真计算应力与试验测得应力误差较大。对车体进行非线性屈曲分析发现,随着载荷增大,斜撑孔边位移发生明显转折,不符合线性变化规律,出现局部失稳,导致仿真计算应力与试验测得应力不一致。基于非线性屈曲分析结果,对漏斗车车体端部斜撑优化设计。优化后的车体结构未出现局部失稳,仿真计算应力与试验测得应力基本一致。

大轴重煤炭漏斗车卸货试验研究

介绍了30 t轴重铝合金煤炭漏斗车的卸货方式,以30 t轴重铝合金煤炭漏斗车为试验对象,进行了不同载重、不同运行速度、不同底门结构、不同煤种等因素影响下的卸载试验,分析了上述因素对车辆卸货时间的影响,并给出了不同影响因素下的试验结果,为进一步提高车辆卸货效率,缩短车辆运煤周转时间,同时为大轴重煤炭漏斗车的设计提供了有效的数据支撑。

运煤敞车钢结构防腐蚀的研究

鉴于我国运煤敞车钢结构的腐蚀非常严重,使用寿命为20年左右,与国际水平30年相比,尚有较大差距,为延长其使用寿命,作者研制出一种环氧沥青玻璃鳞片涂料,涂于敞车内侧墙板以防腐蚀。对于敞车的焊缝处用双组份磷化底漆作为焊缝涂料。试验结果表明,新涂料耐磨抗冲击、防腐性能优异,可有效地延长运煤敞车的使用寿命。

KZ_(70)型石碴漏斗车的研制

介绍了KZ70型石碴漏斗车的技术特点、主要结构,并从结构、技术参数等方面与K13NK型车进行了比较。

大轴重煤炭、矿石运输车辆的运用与发展

综述了国外大轴重煤炭、矿石运输车辆的现状和发展,分析了国外大轴重煤炭、矿石运输车辆的主要技术特点,提出了我国发展大轴重煤炭、矿石运输车辆应关注的技术问题。

出口巴西粮食漏斗车车体设计分析与试验研究

介绍了出口巴西粮食漏斗车车体结构、载荷工况和试验结果等。文章依据北美铁路协会AARM—1001—1997《货车设计制造规范》的相关条款进行了比较详尽的有限元结构分析和车体静强度试验。

出口澳大利亚C_(37)型漏斗车车体结构有限元及疲劳计算分析

介绍了出口澳大利亚C37型漏斗车车体有限元分析模型、载荷工况和结果。利用有限元分析模型,参照北美铁路协会AAR标准,对枕梁和牵引梁交接部位进行了疲劳计算分析。分析证明,车体能满足相关标准与技术协议的要求。

K_(18BK)型矿石漏斗车

介绍了K18BK型矿石漏斗车的主要技术参数、结构及试验情况。

重载漏斗车车体有限元疲劳寿命评估

基于有限元理论和Miners线性累积损伤理论,以轴重31.5t的漏斗车为研究对象,按照AAR标准对车体进行了疲劳寿命评估,并找出了车体结构的薄弱环节,为进一步改进该重载漏斗车的结构提供了参考。

煤炭漏斗车煤堆上表面煤炭颗粒损失的数值仿真

通过采用三维不可压缩方程和RNG k-ε双方程湍流模型,建立了一节煤炭漏斗车车厢三维模型,首次对其在时速80 km/h煤堆上表面的煤炭颗粒在气流影响下飘落损失的多相流流场进行数值分析.结果表明:煤炭漏斗车在运行过程中,车体前端墙为正压,侧墙及后端墙处于负压,在煤堆上表面前部有明显的涡流产生,在车体中部上表面区域空气流速较小,速度变化比较平稳;由于空气涡流的影响,煤堆上表面中部的煤炭颗粒先往前部堆积,导致煤堆中部的煤炭颗粒减少,随后,煤堆上表面的煤炭颗粒在气流的作用下大部分朝下游飘落损失掉了;煤炭颗粒粒径为0.5 mm的煤炭颗粒损失量为97.5%,粒径为5 mm的煤炭颗粒损失量为69%,粒径为1、3、5 mm的煤炭颗粒相比于0.5 mm的损失量分别下降1.5%、14.5%和28.5%,可以得出煤炭颗粒粒径与其损失量成反比关系,即粒径越大,损失量越少.

30t轴重KM_(98)型铝合金煤炭漏斗车运用与维护

介绍了30t轴重KM98型铝合金煤炭漏斗车在运用中出现的问题及改进建议,优化了车辆的运行调度组织,制定了专用的列检作业方法和检修维护体系。

电厂煤炭卸车工艺及铁路平面布置研究

为优化电厂车站铁路平面布置,提升电厂铁路运输煤炭效率。从我国电厂铁路煤炭卸车工艺现状入手,分析电厂铁路煤炭运输车型和电厂铁路煤炭卸车工艺。结合电厂铁路运输煤炭翻车机和底开门漏斗车卸车工艺及电厂车站平面布置的特点,提出在翻车机卸车和底开门漏斗车卸车兼顾的模式下,根据卸煤区在电厂车站的位置不同,设计不同的铁路平面布置方案,为电厂车站铁路平面布置提供参考。

基于AAR和ROA标准对出口澳大利亚煤炭漏斗车的仿真分析和试验研究

基于AAR和ROA标准,对出口澳大利亚窄轨煤炭漏斗车车体结构进行了仿真分析,与静强度试验结果进行了对比分析,并根据分析结果提出了建议。