地铁小半径曲线段双非减振扣件系统横向力传递特性分析

为了探究地铁小半径曲线段上部锁紧式双层非线性减振扣件系统在服役时横向力的传递特性,通过室内试验测得荷载-位移曲线,根据实际尺寸建立减振扣件系统精细化有限元模型,在与试验对比验证的基础上,分析其内部的横向力传递过程及各个部件的受力情况,并由此开展相关因素对减振扣件系统横向力传递的影响规律。研究结果表明:上部锁紧式双层非线性减振扣件系统在横向荷载的作用下,横向力的内部传递过程较为复杂,表现出明显的非线性特征;同时施加垂向和横向荷载时,减振扣件系统的整个横向传力过程分为工作边轨距块静摩擦力被克服、非工作边轨距块静摩擦力被克服、非工作边侧轨下垫板压缩变形、非工作边轨距块横向支承、轨下垫板静摩擦力增幅减缓5个阶段;钢轨轨底和轨距块之间的摩擦因数、扣压力是影响轨距块由最大静摩擦力变为动摩擦力所需要外荷载大小的关键因素,摩擦因数越大,所需要的外荷载越大;而钢轨轨底与轨下垫板之间的摩擦因数对减振系统的横向力传递行为影响较小,这是因为钢轨轨底与轨下垫板之间一直都是静摩擦力,削弱了因摩擦因数的变化对整个横向力传递过程的影响。该研究旨在为今后减振扣件系统的横向刚度设计优化及轮轨动力学仿真计算提供实验依据和理论指导。

基于KF-LSTM的轮轴横向力间接测量方法研究

轮轴横向力作为评价列车运行安全性的重要指标,对其进行服役状态下的在线监测尤为重要。结合卡尔曼滤波和长短时记忆网络算法(Kalman filter&long short-term memory, KF-LSTM)发展了轮轴横向力间接测量模型。首先利用17自由度车辆横向动力学方程建立卡尔曼滤波算法的过程和观测方程,其次构建最优观测变量集进行间接测量,然后采用长短时记忆网络算法对列车测量效果较差位置处的横向力测量公式进行修正补偿,通过数值仿真与现场试验证明了提出KF-LSTM模型的有效性。结果表明:基于KF-LSTM方法可准确测量0~20 Hz频域范围内轮轴横向力,仿真线路中轮轴横向力序列预测值与仿真真实值的相关系数约0.85,平均绝对误差值约4.82 kN;现场试验中轮轴横向力序列预测值与测力轮对实测值的相关系数约0.84,平均绝对误差值约2.99 kN,并依据该测量方法设置该车辆在该条线路运行时轮轴横向力的预警标准,为工程设计和实践提供依据。

沥青路面路表温度与横向力系数的相关关系研究

路面横向力系数测试系统采集的原始数据按照规范要求,需根据路表温度进行修正,但实际应用过程中,同一路段在不同路表温度下采集的原始数据经温度修正后存在较大偏差。文章基于SMA沥青玛蹄脂混合料路面结构设计,开展相关试验,研究路面横向力系数与路表温度的关系,确定了新的横向力系数温度修正系数,认为路表温度与路面横向力系数具有较强的相关性。根据试验结果,提出修正后的横向力系数温度修正公式,可在对比分析历年数据、制定养护决策时参考使用。

横向力系数测试仪在低等级公路中的应用

为研究横向力系数测试仪在低等级公路中的适用性及测试方法,对通车年限分别为2、3、5、7年的低等级公路各一条采用MK6双轮式横向力系数测试仪进行试验,并实测代表性断面车辙深度及车辆经过横断面时的位置,通过分析得到如下结论:低等级公路超车道有效宽度位置右移、行车道有效宽度位置左移,并给出采用MK6双轮式横向力系数测试仪的典型测试位置。

基于横向力系数的公路超高设计研究与实践

在公路路线设计中对公路路线的平曲线路段进行相应超高设计,以此保证高速行驶车辆的舒适性和安全性。文章针对公路超高设计复杂性及横向力系数的重要性,通过对横向力系数取值的分析,梳理出基于横向力系数的公路超高计算模型,结合现有工程实例,对公路超高的计算验算过程进行了深入研究。结果表明,以横向力系数为基础的公路超高设计方法更加的准确、合理。该研究可为公路路线的超高设计提供一定借鉴。

考虑横向力系数变化的超高过渡方式研究

高等级公路超高过渡方式的选用一直备受争议,近年来部分专家学者针对超高过渡方式与排水、横向加速度变化率做了研究,针对这一问题,本文选取了常见的5种超高过渡方式,结合工程实例中的两个交点线元,绘制出不同超高过渡方式的横向力系数变化曲线,提出了更安全合理的超高过渡方式,对公路平纵面设计具有一定的指导和借鉴意义。

湖北省高速公路通车试运营期间沥青路面抗滑性能影响因素及横向力系数衰减情况分析

沥青路面的横向力以及抗滑性能是影响路面交通安全的重要因素之一。在道路建设中,路面的横向力及抗滑性能直接影响着道路的安全性和使用寿命,随着交通工具的不断发展,沥青路的交通安全问题越来越受到关注[1]。因此,研究路面横向力及路面抗滑力对沥青路建设具有重要意义。本文采用数据对比分析法、车辆载重及车流量对比以及沥青型号进行深入分析,通过数据对比分析,车辆载重、车流量、温差的因素对路面横向力影响因素最大,而选择SMA沥青路面可以提升路面的抗滑能力[2]。本文通过数据对比分析法对如何提高沥青路面的横向力以及路面抗滑性的一些建议,以期能够为相关研究提供一定参考。

货物列车动力学性能评定标准的研究与建议方案(续一)——轮轨横向力评定标准

针对 GB5 5 99— 1985《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》中轮轨横向力评定标准所存在的缺陷及其在现阶段的不适应性 ,提出了修订轮轴横向力评定标准的建议方案、实施细则说明及其修订的理论依据。

称重传感器的横向灵敏度及横向力补偿

称重传感器在大多数称量实践中,总是伴随出现横向力(力矩)的干扰,而产生横向灵敏度。本文分析了引起横向灵敏度的诸因素及其对称量结果的影响。指出横向灵敏度的大小取决于弹性元件的结构形状,压头、底垫、安装平台等附件的性能,若有5%的横向力存在,会在高准确度称重传感器中出现满量程±0.1%的偏差;在普通准确度称重传感器中出现±0.6%的偏差。并以圆柱式称重传感器为例,介绍了利用单层或双层环形膜片与弹性元件和外壳焊接,补偿横向力和弯曲力矩的原理和工艺方法,给出了圆形膜片的挠度和应力计算公式。

基于横向力系数的汽车急转防侧翻车速计算模型与仿真

针对汽车转向行驶时常因车速过快而引发侧翻事故这一问题,通过建立车辆转向行驶的力学模型,分别对刚性车体和考虑悬架作用车体在急转工况下的受力状况进行分析;在分析车辆转向时横向载荷转移、悬架运动等因素对横向力系数影响的基础上,将横向力系数的计算方法进行改进;根据横向力系数与车速间的关系,建立了基于横向力系数的汽车急转工况防侧翻临界安全车速计算模型;选用某型商用车结构参数为例,通过Matlab软件仿真的方法将所建立模型与其他4种弯道安全车速计算模型进行对比分析,该模型所得临界安全车速处于其他4种车速模型所得结果的区间内;同时,采用车辆动力学软件Truck Sim进行不同转弯半径下的车辆转向侧翻仿真对该模型进行验证,模型所得安全车速值比Truck Sim软件仿真所得侧翻临界车速值约小10%。该研究为急转工况下车辆的侧翻评价以及车辆转向行驶的主动安全控制提供了参考。

驾驶员心率血压与山区公路横向力系数关系

以山区公路曲线段安全性和宜人性为研究对象,通过大量行车实验数据,以驾驶员的心率和血压的变动为评价尺度,分析曲线段横向力系数与驾驶员心率和血压变动的相关性,提出基于人机工程学的横向力系数范围不应大于0.2.

客车急转工况下转向稳定的横向力系数与转弯半径计算

针对客车快速转弯或变道过急等急转工况易发生侧滑或侧翻等问题,提出采用横向力系数作为客车急转工况下转向稳定的评估指标,推导考虑悬架的横向力系数计算式;通过分析横向力系数对行驶稳定性的影响,定义了客车急转工况下横向力系数的预警阈值、危险阈值及其与车速的关系;面向主动安全控制,提出基于横向力系数阈值的转向稳定的转弯半径计算模型,选取典型客车参数,采用对比分析法对计算模型进行仿真验证,模型所得结果正确有效,与IPG Truck Maker所得极限值接近,并具有1.15~1.30倍安全系数.研究结果可为客车急转工况下的转向稳定评估及主动控制提供理论参考.

后轮对独立回转新型转向架轮轨横向力的分析

从理论上分析了固定轮对转向架、独立车轮转向架和后轮对独立回转新型转向架通过曲线时的受力情况。围绕轮轨横向力这一重要曲线通过性能指标比较了三种转向架曲线通过性能的优劣 ,通过比较发现后轮对独立回转新型转向架的曲线通过性能最好。然后建立了后轮对独立新型转向架车辆的动力学计算模型 ,利用数值仿真结果对理论分析进行了验证 。

路面横向力系数速度修正试验研究

通过多种沥青混凝土路面的现场试验得到路面横向力系数SFC值与测试速度的相关关系,经合理简化后推荐出SFC的速度修正公式。试验结果和修正量经与国外研究成果和技术标准比较基本一致,因此推荐为国内SCRIM系统使用的标准速度修正方法。

路面横向力系数温度影响研究

通过沥青混凝土路面的现场试验得到路面横向力系数SFC值与测试温度的相关关系,试验结果和修正量与国外研究成果和技术标准比较基本一致,经合理简化后推荐为国内SCRIM系统使用的标准温度修正方法。

横向力对列车车轮踏面表层材料塑性变形的影响

利用JD—1型轮轨模拟试验机开展轮轨滚动接触模拟试验,通过改变模拟车轮和模拟钢轨之间的冲角,研究车轮踏面表层材料在不同横向力作用下产生的塑性变形,并通过微观形貌观察、硬度测量和剪切应变分析等研究车轮踏面表层材料的塑性流动机理。结果表明:横向力随着冲角的增大呈非线性增加,并且随着冲角的增大而逐渐趋于饱和;在横向力作用下,轮轨接触区内的车轮踏面表层材料因受到较大应力而发生明显的塑性变形,并沿着横向力的方向产生了塑性流动,逐渐堆积在接触区的边界处;当应力发生剧烈变化并且应力方向由高压力区指向低压力区时,会使得部分堆积材料越过边界区延伸至非接触区域,从而形成金属延伸物;接触区域内车轮踏面表层材料的硬度随着横向力的增大而增大,随着表层材料深度的增加而逐渐减小,并且呈两边稍高、中间稍低分布;车轮踏面近表层材料的塑性流动和硬化过程可以通过其剪切应变予以表达。

不规则波作用于双桩桩列上的横向力

实验研究了双桩并列和串列时不规则波浪作用于各桩上的横向力(同步测定了正向力);分析研究了横向力的时域特性和频域特性,给出了各桩的升力系数和横向力群桩系数随相对桩距和KC数的变化规律,还探讨了横向力和正向力的合力与正向力之比以及合力系数的变化规律。

随机波浪作用于三桩桩列上的横向力的水动力特征及群桩效应

本文试验研究了随机波浪作用于串列及并列三桩桩列上的横向力的水动力特征及组成桩间的群桩效应，给出了横向力系数与ＫＣ、ＬＤ两参数的相关曲线。在频域内建议了一个新参数一横向力比频率，它能从一个方面较好地概括横向力谱的特征。以孤立桩柱的横向力为基准考查了桩间相互干扰产生的横向力变化，并以群桩横向力系数描述了这一变化规律。针对随机波浪的特点，文中给出了计算各组成桩上横向力及合力的实用化方法。

波浪作用于垂直桩柱上的横向力

海上钻井采油平台第海工建筑物多数支承在钢质或钢筋混凝土桩柱上,通常,桩柱除受到与波向平行的正向力作用外,还存在着横向力(升力).不少中外学者对水流(包括振荡流)和规则波作用于杆件的升力问题曾做过大量工作,Sarpkaya测量了简谐振荡流中杆件上的升力,并对他人的工作做了很好的小结.Bidde由规则波实验得出最大升力可达正向力的60％,但因升力与正向力非同步测量,无法说明它对合力的影响;

原子力显微镜中微悬臂梁/探针横向力的标定

利用微加工制造的微悬臂梁/探针尖已经广泛应用在微观表面性质测试和微纳米尺度加工等领域,成为微纳米研究领域中不可缺少的重要工具.为了能够定量研究原子力显微镜中探针与表面的相互作用力,需要对微悬臂梁/探针的力学性能进行表征.本文简要地论述了原子力显微镜中微悬臂梁的形变光反射原理和探针与表面的接触刚度理论,阐明了微悬臂梁横向力标定的重要性,综述了目前几种微悬臂梁/探针横向力的标定方法、简单的推倒过程和特点.