列车制动作用下悬索桥纵向运动及其黏滞阻尼器控制研究

列车的制动行为会对悬索桥的纵向运动产生影响,因此有必要对千米级大跨度铁路悬索桥在列车制动下的纵向运动进行研究。以一座主跨1060 m的大跨度铁路悬索桥为研究对象,采用数值模拟的方式探讨了列车制动作用下其梁端纵向运动的响应特性,并研究了黏滞阻尼器在控制纵向运动中的效果。首先介绍了该千米级大跨径铁路悬索桥的工程背景,以及基于ANSYS软件建立的有限元模型;然后介绍了大跨径铁路悬索桥纵向运动的加载求解方式,支座摩阻和黏滞阻尼器的有限元模拟方式,以及制动力的模拟方式;接着探究了不同制动位置、是否考虑支座摩阻力对悬索桥梁端纵向运动响应的影响;最后,研究了黏滞阻尼器的纵向运动控制效果,并进行了参数分析。研究结果表明:随着制动位置越接近下桥位置,纵向位移变化曲线形状越接近正弦函数形式;支座摩阻对列车制动作用下的梁端位移响应有一定的控制作用,对梁端速度响应控制效果不佳;采用黏滞阻尼器可以有效控制列车制动下的悬索桥梁端位移和速度响应;当采用阻尼系数为2500 kN(m/s)^(-α),阻尼指数为0.1的黏滞阻尼器时,控制效果最佳。

桥面运动对多索索网-阻尼器系统阻尼比的影响研究

斜拉桥多根斜拉索通过辅助索及接地阻尼器的连接共同形成多索索网-阻尼器系统,从而使拉索达到减振效果。为研究在桥面运动激励下多索索网-阻尼器系统自振特性的变化情况,首先,提出n索索网-阻尼器系统模型,建立系统平衡方程,同时引入桥面运动的影响;然后,通过使用Wolfram Mathematica软件对系统平衡方程进行化简及求解;最后,对系统进行参数分析,研究不同参数对系统自振特性的影响,同时对比系统自振特性在有、无桥面运动时的变化情况。研究结果表明:桥面运动激励对多索索网-阻尼器系统的自振特性产生显著影响;系统各阶频率随着阻尼系数的增大而增大;在桥面运动激励下,系统自振频率相对于无桥面运动时的自振频率减小,而系统阻尼系数与阻尼比关系曲线相对于无桥面运动的关系曲线后移;当辅助索位置愈远离拉索中部、辅助索刚度愈小、阻尼器位置愈靠近边界、斜拉索倾角愈小时,系统的阻尼比越小,即对系统的影响愈不利,反之则有利;当桥面运动与系统达到共振时,阻尼器近乎失去减振耗能效果,此时即为系统的最不利影响状态,因此在设计系统的减振措施时,应避开两者的共振区。

Research on the evolution law of dynamic performance of CR400BF EMU train based on stochastic dynamics simulation

Purpose–This paper aims to obtain the evolution law of dynamic performance of CR400BF electric multiple unit(EMU).Design/methodology/approach–Using the dynamic simulation based on field test,stiffness of rotary arm nodes and damping coefficient of anti-hunting dampers were tested.Stiffness,damping coefficient,friction coefficient,track gauge were taken as random variables,the stochastic dynamics simulation method was constructed and applied to research the evolution law with running mileage of dynamic index of CR400BF EMU.Findings–The results showed that stiffness and damping coefficient subjected to normal distribution,the mean and variance were computed and the evolution law of stiffness and damping coefficient with running mileage was obtained.Originality/value–Firstly,based on the field test we found that stiffness of rotary arm nodes and damping coefficient of anti-hunting dampers subjected to normal distribution,and the evolution law of stiffness and damping coefficient with running mileage was proposed.Secondly stiffness,damping coefficient,friction coefficient,track gauge were taken as random variables,the stochastic dynamics simulation method was constructed and applied to the research to the evolution law with running mileage of dynamic index of CR400BF EMU.

基于拓扑优化的抗蛇形减振器安装座的抗疲劳设计

利用拓扑优化与子模型技术相结合的方法,研究动车组车体的抗蛇形减振器安装座的疲劳问题.归纳总结出在整车有限元分析基础上开展动车组车体部件抗疲劳设计的技术流程;基于变密度法建立某城际动车组车体的抗蛇形减振器安装座的拓扑优化模型,并在静态载荷作用下对其开展结构优化设计;将安装座的优化结构工程化,利用整车有限元分析结果,建立基于子模型技术的、考虑部件与车体传力关系的安装座接触有限元模型,并在疲劳载荷作用下对其进行疲劳分析.结果表明:新抗蛇形减振器安装座满足疲劳设计要求,寿命次数大于10;.

SS9改型机车抗蛇行减振器座的改进

基于SS9改型机车抗蛇行减振器座的动应力测试和疲劳寿命分析结果,对其进行强度计算,提出了改进结构,通过对比分析,得到了较好的抗蛇行减振器座结构。

160km/h市域快轨车抗蛇行减振器座尺寸优化

依据某市域快轨车车体结构特点,采用Hyper Works软件对车体结构中抗蛇行减振器座进行两种工况下的尺寸优化分析,计算出每一个工况下的最优厚度尺寸.优化结果表明:在三点支撑工况下,4个抗蛇行减振器座减重197. 29 kg,而在抗蛇行工况下,4个抗蛇行减振器座减重214. 43 kg,轻量化效果明显.优化后校核车体的静强度、刚度及疲劳性能,结果均满足规范要求.为今后轨道车辆中此类型的抗蛇行减振器座的结构设计提供参考.

新型磁电阻尼器理论模型进一步研究

对新型磁电阻尼器恢复力理论模型做了进一步研究,将原有双参数模型即振动频率、运动幅值归一化为单参数速度幅值模型,两种模型与试验对比,结果表明改进的模型效果更好。为开发用于实际工程的产品及安装磁电阻尼器结构减振体系模拟计算打下了基础。

SS7E型机车抗蛇行减振器座改进设计

对SS7E型机车抗蛇行减振器座的结构和疲劳强度进行分析,并通过结构改进,设计出满足机车运行要求的抗蛇行减振器座。

DJ2型机车抗蛇行减振器座的结构和疲劳强度分析

对DJ2型机车抗蛇行减振器安装座的结构和疲劳强度关系进行分析,并得到一种满足疲劳强度要求的抗蛇行减振器安装座。

新型多功能粘滞阻尼器研究及应用

针对传统粘滞阻尼器采用单一速度指数,无法同时满足桥梁结构在不同工况下的减振需求,以武汉杨泗港长江大桥为背景,提出一种具有可变阻尼参数和实时监测功能的新型多功能粘滞阻尼器。根据桥梁阻尼约束需求将阻尼器本构关系分为3个阶段,确定各阶段阻尼参数,阻尼器采用双出杆液压缸,活塞上设置具有特殊孔口的阻尼阀,根据不同响应速度阻尼阀可被动调整过流通道的开度,实现阻尼参数自适应调整;加工制造阻尼器缩尺模型,进行力学性能试验;搭建阻尼器监测系统,实时获取位移和阻尼力参数。在杨泗港长江大桥主跨侧安装8台阻尼器,进行跑车试验。结果表明:阻尼器力学性能满足规范要求;跑车试验过程中,单个阻尼器提供的最大阻尼力为140 kN,梁端纵向最大位移仅为2.1 mm,阻尼器运行良好,可有效改善桥梁支座、伸缩缝等关键构件的工作条件。

新型玻璃钢制品液压机的设计研发

闸板缸动式液压机项目是我国发展成形制造业所急需的重大装备。文章介绍了这类液压机的结构设计,分析了结构特点,并用有限元分析了机身结构,用ADAMS软件进行虚拟样机研究,用信息化技术对液压机作了远程故障分析、诊断系统的技术实验。该产品的推广应用对提高我国玻璃钢工业的制造水平和生产效率及提高玻璃钢制品的质量具有重要意义。

带涂层干摩擦阻尼器的分子动力学仿真

从纳米级微凸体间的剪切运动出发研究干摩擦阻尼器摩擦机理。采用更加精确的多体势,建立描述两个可变形半球状微凸体剪切运动过程的分子动力学模型。应用该模型分析了单晶铜微凸体剪切运动过程中切向力和法向力随相对位移、干涉深度和微凸体半径的变化规律,同时研究了剪切过程结束后剩余变形能的变化。通过多尺度分析和统计学工具,建立了干摩擦模型的微凸体模型,并与实验结果进行对比。研究表明:单晶铜在真空中发生干摩擦时,结合面的表面法向接触刚度与法向载荷成正比,滑动摩擦因数只与表面粗糙度参数有关。计算结果与纯铜摩擦实验结果相吻合,证明该方法可准确地分析覆盖涂层的干摩擦阻尼器工作面干摩擦特性,对于已知微观参数的表面,能够准确地预测滑动摩擦因数。