轴承磨损的切片式半解耦损伤数值模拟方法

轴箱轴承是高速动车组(EMU)走行部的关键部件,往往处于高速甚至超高速的运行状态,其轴承的磨损是一个非常突出的问题。建立转向架轴承的磨损模型,模拟在轨道激励载荷因素作用下滚动轴承的磨损状态,进行轴承的磨损损伤分析具有重要意义。针对动车组转向架轴箱轴承磨损监测难、分析难的问题,基于数值模拟方法,对轴箱轴承的磨损损伤分析方法进行了探究,为降低有限元模型的分析计算时间成本,提出了一种轴承切片式半解耦损伤分析方法。首先,将轴承三维模型径向等距切分成有限数量的二维切片,对二维轴承切片模型进行了磨损分析;然后,基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)自适应网格偏移技术以及UMESHMOTION子程序,提出了轴承模型磨损有限元分析方法(流程);最后,利用高斯过程非线性拟合完成了三维轴承磨损状态复现,得到了轴承内圈的磨损分布规律,并对该模型的高效性与收敛性进行了对比分析。研究结果表明:利用二维切片拟合磨损分析方法的计算效率获得了大幅提高,同时该方法的准确性也较为可靠,与传统方法相比,其误差在10%以内;另外,轴承内圈磨损较为严重的区域出现在滚子与内滚道接触的边缘位置,而接触区域中心位置的磨损程度与边缘相比较轻。

基于垂直摆倾斜仪的GNSS观测标志稳定性研究

针对气象因素对基岩观测标志稳定性的影响,利用垂直摆倾斜仪对黄梅和荆门的GNSS观测墩进行试验,发现观测墩在南北向和东西向上存在回归性的日偏移运动,南北向的偏移变化大于东西向。南北向的偏移日变幅度和偏移日均值多在3 mm和1 mm以内,东西向的偏移日变幅度和偏移日均值多在2 mm和0.2 mm以内,且季节变化不显著。研究表明,日照导致墩体的温差变化是观测墩发生偏移运动的主因,降雨、气压变化、地球固体潮等因素对观测标志稳定性没有显著影响。基岩观测墩的日偏移运动对精密地壳运动观测造成一定的影响,需对观测墩采取温度防护措施或采用热膨胀率较低的特殊设计。