重载铁路用新型网孔式弹性垫板的力学特性研究

重载铁路轨道系统的弹性垫板由于承受载荷较大,易出现疲劳破损现象。鉴于既有弹性垫板存在应力集中且阻尼较小的现象,提出一种新型网孔式弹性垫板,可改善应力分布,提升阻尼特性。为探究将网孔式弹性垫板应用于重载铁路扣件系统的可行性并验证相较于既有弹性垫板的优越性,分别建立适用于重载铁路弹条Ⅱ型扣件系统的既有弹性垫板和新型网孔式弹性垫板有限元模型。在同刚度条件下,对比研究网孔式、沟槽式、棱台式弹性垫板的竖向刚度、横向刚度和应力分布特征。研究结果表明,网孔式弹性垫板的应力应变分布更均匀,其最大应力相较于沟槽式弹性垫板和棱台式弹性垫板降低约30%,力学特性更好,且具有较好的竖向刚度保持性能;在施加横向载荷后,网孔式弹性垫板的横向刚度比棱台式弹性垫板的小,更接近于沟槽式弹性垫板;新型网孔式弹性垫板具有在重载铁路中推广应用的潜力。

一种新型转向架橡胶垫的开发与应用

橡胶垫在机车车辆一、二系悬挂系统上得到广泛应用,作用是绝缘、减振以及调整系统组合刚度,通过调整组合刚度能有效地改善机车车辆的动力学性能。文章首先从橡胶垫对一系悬挂装置系统组合刚度影响的角度出发,利用Abaqus软件建立了一系悬挂系统仿真模型,分析了不同结构的橡胶垫对系统组合刚度、橡胶垫应力和应变的影响;其次模拟橡胶垫实际运用工况,搭建了一系悬挂系统的刚度试验台,对装有不同结构橡胶垫的一系悬挂垂向刚度进行了试验测试,并与计算结果进行了对比分析,结合仿真计算和试验验证结果,最后选取对调整系统组合刚度最优方案的橡胶垫进行了产品开发。该橡胶垫顺利通过了疲劳试验,并装用于某出口动车组上,效果良好、性能稳定,为后续橡胶垫的开发提供了参考依据。

高速铁路板式轨道参数与动力特性的研究

运用板式轨道-路基系统半空间垂向耦合的动力计算模型,研究了高速铁路板式轨道的动力特性,探讨了板式轨道的CA砂浆垫层厚度和扣件刚度对系统动力性能的影响规律。扣件、轨下胶垫和CA砂浆层的弹性、阻尼特性对轨道及轨下结构动力性能的影响极大,减少扣件或轨下胶垫的刚度、增加CA砂浆层的厚度,可改善板式轨道的动力学性能。

机车用二系旁承橡胶堆结构分析

介绍了一种球面式圆形橡胶堆结构,通过对比其与平板式圆形橡胶堆的FEA分析结果及试验验证结果,表明了球面式圆形橡胶堆比平板式圆形橡胶堆有更好的垂向刚度与剪切刚度匹配性及更好的疲劳性能。

橡胶垫参数及结构形式对高圆簧加橡胶垫的横向刚度的影响

高圆簧加橡胶垫这一结构具有较小的横向刚度,能显著改善机车车辆的动力学性能,并且能有效减小高圆簧所受的应力。但是高圆簧加橡胶垫这一结构的参数,会对其横向刚度值以及机车车辆的动力学性能产生很大的影响。通过将理论分析与具体的算例相结合分析了橡胶垫结构参数如橡胶垫硬度、橡胶垫的厚度、橡胶垫内径的大小对高圆簧加橡胶垫这一复合结构横向刚度的影响,在此基础上,还对橡胶垫以不同结构形式与高圆簧配合时高圆簧加橡胶垫的横向刚度进行了分析和对比,从而对高圆簧加橡胶垫这一结构的横向刚度特性进行了系统分析,为理论分析计算以及实际设计和选择应用高圆簧加橡胶垫这一结构提供了参考依据。

轨下新型网孔式弹性垫板力学性能影响研究

为了提高轨道交通轨下弹性垫板的力学性能,使垫板材料的弹性充分发挥,研究一种新型网孔式轨下弹性垫板结构。通过建立网孔式轨下弹性垫板的有限元计算模型,选用Mooney-Rivlin超弹性本构模型模拟橡胶材料特性,在弹性垫板材料参数不变的条件下,通过网孔间距、网孔内接圆直径、板厚和倒角半径等关键参数来调整网孔式弹性垫板的静刚度,分析其对弹性垫板力学性能的影响,并与传统沟槽型弹性垫板进行对比。结果表明:在孔径不变的条件下,网孔间距增大,垫板静刚度近似线性增大,最大应力增大;网孔直径增大,垫板静刚度近似线性减小,最大应力减小。垫板厚度增大,静刚度明显减小,而最大应力小幅减小;网孔结构倒角后弹性垫板的静刚度小幅增加,但最大应力明显减小。相比于静刚度相近的沟槽型弹性垫板,网孔式弹性垫板的最大应力明显减小,可有效提高其耐久性,同时网孔式弹性垫板的静刚度具有可灵活调整的能力,因此,将网孔结构应用于轨下弹性垫板具有可行性。

枕下网孔式弹性垫板刚度阻尼特性研究

以一种网孔式结构的枕下弹性垫板为研究对象,基于弹性力学原理,研究枕下网孔式弹性垫板的刚度特性,并与枕下沟槽型弹性垫板进行对比;基于结构动力学原理,分别采用对数衰减率法和滞回曲线法计算枕下网孔式和沟槽型弹性垫板的阻尼特性.研究结果表明:与枕下沟槽型弹性垫板相比,枕下网孔式垫板可以在提高垫板弹性的同时,确保垫板的使用寿命,并且枕下网孔式垫板的阻尼比略大,可以有效地缓减轨道结构的冲击效应.

基于隔振理论模型冷却模块悬垫的结构优化

某款冷却模块(CRFM)在开发过程中,经过整车隔振测试,发现在发动机怠速工况下及空调开启时,方向盘和座椅导轨竖向振动大。通过Abaqus软件对橡胶悬垫进行静态特性仿真分析,发现静刚度超出理论建模计算值,优化结构后静刚度由100 N/mm下降到54.05 N/mm。结果表明,通过调整受力部位的结构能有效降低静刚度,从而降低方向盘及座椅导轨的振动。