轮轨接触几何非线性对车辆动力学性能的影响

为探究轮轨接触几何非线性与车辆动力学性能的关系,提出一种新的轮轨接触几何非线性参数,即复合等效锥度,讨论伴随车轮磨耗增加,复合等效锥度对车辆动力学性能的影响。以线性等效锥度为基础,通过不同轮对横移量对应的接触宽度差值占比对线性等效锥度进行加权,得到复合等效锥度。实测磨耗车轮型面,对比随运营里程增加不同轮轨接触几何参数的变化规律。基于UM建立车辆动力学模型,讨论轨道不平顺激励下复合等效锥度与车轮磨耗之间的关系以及对车辆动力学性能的影响。研究结果表明:复合等效锥度考虑了轮轨接触几何状态变化,计算时不受轮对大位移时局部磨耗的影响,可以更真实地反映轮轨接触的非线性状态。与等效锥度相比,中低不平顺激励下复合等效锥度对轨道不平顺的大小更敏感。复合等效锥度与车辆动力学性能之间存在明确的对应关系。随着复合等效锥度增加,车辆稳定性下降。当复合等效锥度超过0.29后,车辆动力学性能指标的变化趋于稳定。通过复合等效锥度,可对线路不平顺等级和车辆动力学性能进行评估,对轨道车辆设计与维护有一定指导意义。

隔震橡胶防护挡块非线性有限元分析

在研究开发隔震橡胶限位防护挡块过程中,着重试验研究了隔震橡胶限位防护挡块在荷载作用下的荷载与位移关系。采用ANSYS有限元分析程序对隔震橡胶防护挡块在荷载作用下的性能进行了分析,考虑了材料非线性、几何非线性和接触非线性,从理论计算角度进一步了解其在荷载作用下的变形全过程。结果表明有限元分析与所进行的试验结果符合良好。

薄轮缘车轨接触几何特性与动力学稳定性分析

随着车辆运行里程的增加,车辆稳定性由于轮轨匹配关系的不断恶化而下降。通过镟修不同轮缘厚度车轮型面改善车辆运行性能,但不同轮缘厚度的车轮型面与钢轨匹配下的动力学性能都是未知数。根据LMB系列4种不同轮缘厚度踏面和CHN60匹配,对轮轨接触点位置的变化、接触区域分布进行仿真计算,通过计算接触宽度、接触集中度,分析由于轮对型面而产生的接触几何状态变化规律;结合轮轨接触点运动和轮轨接触带宽变化,定义非线性接触几何关系参数λ_(TC),λ_(TC)参数描述了2种及2种以上轮轨匹配情况下,服役动车组的稳定性。研究结果表明:随着轮对轮缘厚度的增加,轮轨接触点在车轮踏面上的接触宽度加大,而其接触集中度降低;随着非线性轮轨接触几何λ_(TC)参数的增大,车辆动力学参数减小,非线性等效锥度λ_(G)和λ_(NP)分别呈现下降和平稳态势。非线性轮轨接触几何参数λ_(TC)能很好地表达不同轮缘厚度轮对与钢轨匹配下,服役动车组稳定性,能准确反映车辆振动响应的变化。

基于非线性因素的铁道车辆运动稳定性研究进展

围绕车辆系统中存在的非线性因素,研究分析车辆运动稳定性的学术进展及存在问题;介绍了车辆运动稳定性的概念及影响车辆运动稳定性的关键因素;评述了基于轮轨接触几何关系、轮轨蠕滑力和悬挂元件非线性因素的车辆运动稳定性的非线性振动相关研究;建议对车辆运动稳定性的非线性振动研究进行综合分析,并对其研究内容和方向进行了展望。

轴压下非线性材料板条混沌运动区域分析

研究了轴压下非线性材料板条的混沌运动 ,并讨论分析了轴向压力、板条几何参数及多频外扰力对非线性材料板条发生混沌运动区域的影响。

客运专线弓网关系及武广客运专线弓网受流分析

高速弓网关系是客运专线关键技术之一,通过介绍影响高速弓网关系的几个因素及世界各国对弓网相互作用的评价标准,运用欧盟标准中以动态弓网接触力及标准偏差为主要评判指标的评价体系,对武广客运专线联调联试中弓网检测结果进行了全面分析,认为武广客运专线弓网关系能够保证最高速度350 km/h安全运行,以动态弓网接触力及标准偏差为主要评判指标的弓网评价体系对弓网关系的评判是合适的,并建议以此为基础优化我国弓网评价体系以及提出了保证弓网关系的几项措施。

基于NURBS的固定辙叉心轨廓形参数化设计方法

为实现固定辙叉心轨廓形参数化设计,基于非均匀有理B样条(NURBS)理论,提出一种考虑固定辙叉心轨廓形几何特征的参数化设计方法。以60 kg/m钢轨12号固定辙叉为例,选取心轨关键控制参数轨顶横坡和复合圆弧段比例系数对心轨廓形进行方案设计,分析轨顶横坡和复合圆弧段比例系数对心轨廓形变化的影响权重;分析各方案下结构不平顺、轮轨接触点分布、轮对侧滚角以及滚动圆半径差等接触几何关系指标变化规律。研究结果表明:复合圆弧段比例系数对心轨粗壮度影响较大;随着心轨顶宽增加,轨顶横坡对心轨廓形影响权重逐渐增加;轨顶横坡越大,心轨轮载过渡范围逐渐后移,对心轨承力有利;当轨顶横坡为1/10,复合圆弧段比例系数为1/3(方案4)时,竖横向不平顺相对于各方案最小值增大2.06%和1.61%,但轮载过渡位置在距心轨理论尖端330~335 mm范围内,心轨承载断面宽度最大;复合圆弧段比例系数对滚动圆半径差和轮对侧滚角变化影响权重较轨顶横坡大,在横移量-8~+4 mm范围内,随着心轨顶宽增加,方案4中滚动圆半径差和轮对侧滚角最小。综合考虑各方案轮轨接触几何参数变化规律可知,方案4廓形参数选取较为合理。该方法可使心轨廓形设计更具有针对性和可预测性。

大量程位移传感器的几何非线性分析

为测得结构的较大位移,利用柔性悬臂梁的大变形研制了一种量程为±500mm的位移传感器.利用数值积分建立了柔性悬臂梁受法线方向力时的几何非线性本构关系,借助Matlab中Lobatto法对本构方程进行求解并获得了相应的挠度与集中力和固端弯矩曲线,分析了挠度与柔性悬臂梁各参数的关系及产生大变形的主要原因,通过试验和误差分析得出了本构关系的正确性和有效性.研究结果表明:柔性悬臂梁的几何非线性本构关系与试验结果符合,固端弯矩理论值在y方向上分量是产生大变形的主要原因,各项静态参数指标良好,此柔性悬臂梁大变形的本构关系可应用于构件或结构的大位移测量.

有限散射信号下二维缺陷形状识别的罚函数法

研究在有限照射角度和频带宽度下二维缺陷的形状识别问题．首先，通过引进介质参数 扰动函数，建立介质参数扰动函数和弹性波散射场之间的非线性关系，并将所关心的缺陷的形 状识别问题转化为关于扰动函数的反演；然后，利用变分技术和优化方法求解，为了弥补散射 数据的不足，在总的目标函数中，采用附加度量函数作为罚函数；最后，对后场散射远场测量 时有限照射角度和频带宽度下几种典型缺陷进行了模拟识别，表明了罚函数法的有效性．