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。

轮轨激励对橡胶垫浮置板轨道减振效果的影响

以某一组临近的普通整体道床和橡胶垫浮置板轨道为研究对象,对比测试振源加速度,同步调研上线运营列车的净运营里程,并开展车轮不圆顺测试,分析不同轮轨不平顺状态下橡胶垫浮置板轨道的减振效果。结果表明:在评价减振轨道的振动控制能力时,除了针对插入损失(或对比损失)开展客观评价外,也需要分析随着轮轨动态激励的增强是否会导致减振轨道段振动响应超过振动限值的问题;测试线路列车车轮呈现明显的7—9阶多边形磨耗特征,且随着轮轨激励的增强,Z振级相对插入损失的评价结果逐渐增大;橡胶垫浮置板轨道分频减振能力的评价结果与不同频段的激振原理直接相关,轨道扣件系统的自振频率(63 Hz)处轮轨动态激励的增加导致普通轨道的隧道壁振动响应增幅更大,该中心频率处的对比损失随着净运营里程的增加而变大。

铁路机车串联U型橡胶垫的高圆簧水平向动刚度计算

以一种适配于铁路机车二系高圆弹簧的U型橡胶垫为研究对象,对其作用于弹簧的动静态刚度影响进行数值模拟分析。利用ANSYS参数化编程与命令流对弹簧模型和串联模型进行模拟仿真,同时比较两者模型的水平动静刚度。结果表明:静态下的U型橡胶垫能有效降低弹簧纵向刚度,对其他向刚度基本没有影响;动态下应对于不同频率激励,U型橡胶垫都可显著降低弹簧水平刚度。

半球冲击下加劲板式橡胶垫的试验研究

为了揭示加劲板式橡胶垫在半铁球冲击下的力学性能,分别进行了200、300、400 mm高度下的加劲板式橡胶垫冲击试验,得到了半铁球加速度时程曲线和加劲板式橡胶垫底部反力时程曲线。试验结果表明:落体加速度呈现一种快速升高后迅速降低、并经过有限波动后恢复初始值(-1 g)的脉冲形式。基于试验结果,采用Logistic函数拟合了不同冲击高度下的加劲板式橡胶垫底部应力分布公式。为了检验拟合公式的可靠性以及探索半铁球-加劲板式橡胶垫动态相互作用规律,基于ABAQUS模型,模拟了不同高度冲击过程中加劲板式橡胶垫底部反力的变化规律,有限元结果表明:有限元和试验二者的半铁球加速度和加劲板式橡胶垫底部反力分布时程曲线吻合较好,加劲板式橡胶垫传递给下部结构的力约为冲击力的15%。

组合橡胶垫刚度性能研究

组合橡胶垫是一种常见的减震、抗冲击元件,在工业中有着广泛的应用,在使用工况下,组合橡胶垫需要有足够的剪切刚度和压缩刚度,满足实际工况使用要求。本文通过有限元理论计算结合试验样件剪切刚度试验研究得到以下结论:剪切刚度仿真数据与剪切试验结果一致性高,研究方法可行,有限元模型可靠;得到不同压缩力下组合橡胶垫的变形情况,这种研究方法对组合橡胶垫的剪切刚度和压缩刚度研究有重要的参考意义。

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。

柱端隔震夹层橡胶垫力学性能试验研究

本文详细地研究了夹层橡胶隔震垫（ 铅芯与非铅芯） 的回转刚性， 给出了回转刚性与竖向压力及剪切变形的相关性能。文中同时还研究了橡胶垫在以恒定或变化回转角度发生剪切变形时的力学性能（ 含刚度及阻尼性能） 的变化规律。试验研究结果表明， 在采用柱端隔震时， 夹层橡胶隔震垫（ 铅芯与非铅芯）

轨道车辆用弹性橡胶垫非线性模型研究

轨道车辆用橡胶弹性元件具有复杂的非线性动态特性,目前橡胶材料的本构模型难以准确描述其幅值特性与频变特性。通过并联Berg摩擦力单元与标准线性固体分数微分本构模型建立新的橡胶弹性元件非线性动态力学模型,其中Berg摩擦力单元用以表征橡胶弹簧动态特性的振幅相关性,标准线性固体分数微分本构模型用以表征橡胶弹簧动态特性的频率相关性。通过与橡胶垫垂向振动试验数据,拟合出新建非线性模型以及对比模型的各参数值。将各模型仿真值与试验数据进行对比分析,发现新建立的非线性模型相比等效模型、传统标准线性固体模型与标准线性固体分数微分模型,能够更准确地描述橡胶垫动态特性的幅变效应与频变效应。

大高宽比橡胶垫隔震结构振动台试验研究(2)

针对大高宽比橡胶垫隔震结构在高烈度区可能存在倾覆危险的问题,设计了一种水平接近无刚度、竖向有耗能能力的抗倾覆装置.并安装在相似比为5、高宽比为3.1的橡胶垫隔震模型结构中.试验结果表明,该装置能够有效降低结构的拉伸位移,显著地降低了结构倾覆的可能性.

大高宽比橡胶垫隔震结构振动台试验研究(1)

介绍了相似比为5、高宽比为3.1的模型结构振动台试验结果及初步分析.首先介绍了铅芯橡胶垫的隔震设计及橡胶垫静力研究结果,橡胶垫隔震模型结构振动台试验的试验计划,给出了8度多个地震波作用下的试验结果.试验结果的分析表明,模型结构在8度E l-Centro波罕遇地震作用下,位移和加速度反应都很大.橡胶垫在垂直方向的刚度已经进入到非线性阶段,橡胶垫存在承载力失效的危险,且模型竖向颠动和水平晃动现象都很严重,被迫停止试验,说明隔震结构在高烈度地震作用下是存在倾覆危险的.

橡胶垫减震结构的动力反应

对多层框架橡胶垫减震结构在弹塑性范围内进行了地震反应的动力分析，详细介绍了进行动力分析的方法和结构的动力特性，计算了结构在地震波作用下各层的位移、加速度和剪力等地震反应·从与抗震结构动力反应比较可见，减震结构采用橡胶隔震垫后，改善了上部结构的动力特性，地震反应明显小于通常的抗震结构；此外，不同的场地对建筑物减震的效果有所不同，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地下，减震结构同抗震结构相比有二度以上的减震效果；在弹塑性范围内对结构进行动力分析比只在弹性范围内分析，能够更准确地反映实际情况，从而提供较为准确的设计依据·

考虑橡胶垫弹塑性性能及结构阻尼比变化的隔震结构动力分析

本文的主要工作:(1) 在一个通用的高层建筑空间动力分析程序HBTA[1]的基础上增加了铅芯叠层钢板橡胶垫的弹塑性本构关系,改进后的程序能够考虑橡胶垫在双向水平力作用下两个方向恢复力和位移相互耦合的弹塑性性能。(2) 为了反应橡胶垫隔震层与上部混凝土结构阻尼比不同的特点,本文还运用线性加速度逐步积分法和Wilson抭法的基本原理,推导出了适用于隔震结构动力方程的逐步积分公式,该公式能够同时进行隔震建筑上部和下部两个子结构动力方程的时程反应计算。笔者对上述工作进行了程序实现和实例计算,结果表明考虑上部结构及橡胶垫隔震层不同阻尼比是完全必要的。

我国首栋橡胶垫隔震住宅楼动力分析

介绍了我国首栋橡胶垫隔震的钢筋混凝土框架住宅楼的动力特性分析,并计算了在模拟地震作用下的地震反应。对于基础隔震的结构,其第一振型——上部结构基本为平动,在各振型中起着主要作用。从与非隔震对比楼的动力反应比较可见,基础隔震作用的效果极为显著。

橡胶垫隔震结构弹塑性动力分析

采用HBTA2 0程序 ,对我国首栋橡胶垫隔震结构进行双向地震波作用下的弹塑性动力分析。分析结果表明 ,隔震装置的水平变形和耗能能力可以大大减轻地震对结构的影响。最后 。

应用ANSYS对夹层橡胶垫耗能低剪力墙结构的性能分析

本文针对低剪力墙结构延性差、耗能能力差、结构抗震性能差等问题 ,提出一种新型耗能低剪力墙结构 ,并应用有限元分析软件ANSYS对同截面整体墙结构及耗能墙结构进行了数值模拟计算 ,并对其破坏形态、耗能能力、承载力情况、变形性能等进行了对比分析。结果表明 ,夹层橡胶垫耗能低剪力墙结构具有良好的延性和抗震性能。

橡胶垫隔震框架结构试验研究

橡胶垫隔震是房屋结构减震的一种有效新途径。本文通过橡胶垫力学性能试验结果的分析，说明了橡胶垫适合多层房屋基础隔震的要求。计算机分析结果表明，橡胶垫隔震框架房屋的地震反应比固定基础房屋的反应大大减小。通过框架结构大比例尺模型的隔震与非隔震房屋的振动台试验结果对比，说明了橡胶垫对框架结构的减震效果是十分显著的．

夹层橡胶垫隔震液化天然气储罐地震响应分析

采用夹层橡胶垫作为LNG储罐的隔震装置,对LNG储罐在隔震前后的地震响应进行有限元分析。计算了隔震前后LNG储罐外壁在ElCentro波、Taft波和天津波作用下的地震响应。对模态、位移和加速度进行对比分析,得出了夹层橡胶垫隔震装置对LNG储罐的隔震效果。

橡胶垫高层隔震技术研究关键问题及工程应用

提出橡胶垫隔震支座用于高层结构减震设计面临的若干关键问题,这些问题包括等效模型计算方法的推导、高宽比限值的确定、实用设计方法的提出及振动台试验研究等,针对这些问题,论述了国内外目前取得的一些研究成果和给出其中尚待研究解决的问题,另外,还对该技术的工程应用情况进行了简单介绍。

隔震橡胶垫极限性能足尺试验结果与评价

针对隔震建筑中使用的天然橡胶类叠层橡胶垫、高阻尼叠层橡胶垫和铅芯叠层橡胶垫,调查了日本叠层橡胶垫制造公司持有的极限性能足尺试验结果,并对这三类叠层橡胶垫进行了新的足尺极限性能试验。调查与试验结果表明,ISO标准采用的叠层橡胶垫极限性能预测公式是合理可行的。