基于离散元-有限差分耦合的摩擦型轨枕底部凹槽形状对有砟道床横向阻力的影响机理

摩擦型轨枕可有效增强有砟道床横向阻力,但目前没有相关设计规范,摩擦型轨枕底部凹槽对横向阻力的增加机制尚不清晰。为深入分析不同凹槽形状对道床横向阻力的影响并揭示横向阻力的增强机理,基于横向阻力现场测试和离散元-有限差分耦合方法建立三维轨枕-有砟道床-路基数值模型,从宏、细观层面研究5种不同轨枕底部凹槽形状对横向阻力的影响。研究结果表明:与普通型轨枕相比,不同摩擦型轨枕的横向阻力增幅存在较大差异,范围为35.1%~80.2%,且横向阻力随凹槽侧面积的增加而呈对数增加;由于底部凹槽对道砟颗粒的约束作用,轨枕底部与道砟颗粒的接触数增加,凹槽附近的接触力增大,接触力链分布更密集;摩擦型轨枕周围颗粒的位移和旋转受到更强的约束;摩擦型轨枕各向异性在轨枕出现位移后向水平面转变,这是增强横向阻力的主要细观因素。建议在有砟轨道的设计中,采用具有不连续槽的摩擦轨枕,并考虑以最大化凹槽侧面积为目标进行设计。

浮力驱动式水下航行器设计参数分析

对浮力驱动水下航行器几组主要设计参数航行速度与航行角、净浮力的关系,航行器速度和航行器体积及压载系数的关系进行了研究。结果表明:浮力驱动式水下航行器的航行角在35.26°时,航行器速度最快;航行器的速度与净浮力的平方根成正比,净浮力越大速度越快;航行器的速度与压载系数的平方根成正比,压载系数越大速度越快,航行器速度与航行器的(VT)^(1/6)成正比。关键词:浮力驱动;水下航行器;净浮力;受力分析;

道砟材料累积沉降量和形变模量的离散元分析

针对铁路有砟道床中碎石材料在细观上的非规则形态,采用离散元模型构造道砟颗粒,并通过道砟箱试验数值分析道砟材料在往复荷载下的累积沉降量和形变模量。计算结果表明:在往复荷载作用下道砟材料的累积沉降量与加载次数呈指数关系,其形变模量随加载次数的增加不断增加并逐渐趋于稳定。在此基础上,对道砟摩擦因数和加载频率影响下的累积沉降量和形变模量进行离散元分析。随摩擦因数的增大,道砟颗粒间的咬合力不断增加,致使道砟材料的累积沉降量减小而有效刚度越大;随加载频率的增大,道砟材料更趋于密实排列,从而使其累积沉降量增大而形变模量降低。本文研究表明离散元模型在分析道砟材料力学特性方面具有较高的可行性,并有助于进一步揭示有砟铁路道床的累积变形规律。