循环荷载下重载铁路道砟磨耗破碎及力学特性试验研究

为深入研究重载列车循环动载作用下散粒体道砟的颗粒磨耗破碎和力学行为劣化等特征,开展3种不同动应力幅值下的室内大型动三轴试验。通过对染色道砟颗粒进行激光扫描和三维重构,量化分析不同循环加载应力状态下不同粒径道砟颗粒的磨耗破碎特征,深入分析循环加载下试样的宏观力学特性和力学行为劣化等。研究结果表明,循环加载后道砟颗粒普遍从原始粒径破碎至相邻粒径,偶尔出现破碎至相隔粒径的现象,另有质量占比1%左右的少量道砟颗粒破碎至最小粒径4.75~22.4 mm;在相同的循环加载动应力幅值下,随粒径的增大,道砟颗粒破碎至相邻粒径的质量占比总体呈增大趋势;循环加载过程中颗粒磨耗存在尖角磨损、棱边磨耗与表面纹理改变等3种典型类型,动应力幅值230 kPa下颗粒最大磨耗深度为0.36~5.2 mm,平均磨耗深度为0.03~0.62 mm,颗粒磨耗程度随粒径的增大而逐渐加剧,尖角磨损出现的数量更多且概率更大,其次为棱边磨耗;循环加载三轴试验前后各粒组颗粒含量变化幅度与级配曲线偏移距离随动应力幅值的增大而增大,Bg、Br与BBI 3种颗粒破碎指标均随动应力幅值的增大而增大,Br与BBI两者对动应力幅值的变化反应程度一致,并且更为灵敏;试样轴向累积塑性应变、阻尼比与回弹模量均随动应力幅值的增大而增大。研究结果可为重载铁路散粒体有砟道床长期服役性能劣化评估及其养护维修提供理论依据和技术参考。

委内瑞拉Tinaco-Anaco铁路有砟道床厚度研究

研究目的:过薄的道床厚度不能满足轨道结构承载能力的要求,而过高的道床厚度将增加建设成本,如何选择一个合理的道床厚度设计值在海外EPC工程中显得尤为重要,本文根据委内瑞拉Tinaco-Anaco铁路设计运营条件,以道床的累积残余变形速率作为轨道几何状态恶化及养护维修工作量的评估指标,不仅从路基基床表面承载能力和轨道整体刚度方面,而且还从后期养护维修的方面,研究比较四种不同道床厚度的优劣,从而选择一个最佳的道床厚度设计值。研究结论:(1)轨道整体刚度是随着道床厚度的增加而增加,但增加幅度很小,道床厚度对轨道减振和弹性没有大的影响;(2)随着道床厚度增大,路基表面应力减小,道砟厚度为350 mm时,路基面应力只有0.12 MPa,安全系数已达到1.5;(3)随着道床厚度的增大,道床振动加速度减小,道床累积变形速率随之减小,在其他条件不变的情况下,道床厚度从250 mm增加到350 mm,道床累积变形速率减小66.12%,这将极大地减少轨道养护维修工作量,延长道床使用寿命;(4)建议委内瑞拉Tinaco-Anaco铁路道床厚度为350 mm;(5)本文研究方法及结论可供类似工程参考。

一种强力钻地弹侵彻混凝土靶研究(英文)

设计了一种更为强力的钻地弹-钨镇重钻地弹,以提高钻地弹对硬介质目标的侵彻能力。将特殊设计的钨合金结构作为镇重体填加至钻地弹的壳体内部,以提高钻地弹的整体密度,增大面质量,从而提高了钻地弹的侵彻能力。设计了实验用靶、可分离弹托和尾翼,成功进行钨镇重钻地弹缩比弹侵彻混凝土靶的实验室实验和外场实验,并进行了相同条件下普通钻地弹缩比弹对比侵彻实验。实验结果表明:相对于普通钻地弹,钨镇重钻地弹的侵彻能力有了较大幅度的提高;钨镇重钻地弹的弹体结构强度设计满足侵彻需要,弹体在侵彻过程中能有效生存。采用实验的方法研究了缩比率对钻地弹侵彻深度的影响,对钻地弹侵彻深度相似律进行了修正。根据相似律的研究结果,钻地弹的侵彻深度与缩比率成正比关系,但是,该结论忽略了侵彻过程中靶介质动态强度应变率效应的影响。进行了大量的不同缩比率的实验,并收集了相关的实验数据,分析认为,钻地弹的侵彻深度与缩比率呈1.15次方关系。该结论有助于通过缩比实验结果较为准确的预估原型弹的侵彻能力。

基于离散元法的有砟道床阻力特性研究

研究目的:为探究道床纵横向阻力变化特征,本文通过进行现场原位试验并采用离散单元法建立道床-轨枕三维离散元模型,研究道砟级配、轨枕埋深、边坡坡度、道床肩宽对道床纵横向阻力的影响。研究结论:(1)道床纵横向阻力随着道砟级配变宽而增大,当道砟颗粒级配为包络线上下限中间插值及包络线上限时,道床纵横向阻力满足规范要求;(2)道床纵横向阻力随着轨枕埋深增大而增大,当轨枕埋深大于150 mm时,道床纵横向阻力满足规范要求;(3)随着道床边坡坡度变缓,道床横向阻力增大,纵向阻力基本不变,坡度为1∶1.75或更缓时,道床纵横向阻力满足规范要求;(4)随着道床肩宽增大,道床横向阻力增大,纵向阻力基本不变,当肩宽大于400 mm时,道床纵横向阻力满足规范要求;(5)本研究成果对于指导有砟道床设计、施工以及提高有砟道床力学性能具有参考价值。

初探我国Argo浮标下潜深度标定

为了使剖面能停留在预定深度,通过水静力学角度对相应的浮标压载标定方法进行研究。试验表明,浮标重量改变1 g,就会造成大约10 m停留深度的变化。论文详细描述了用压力罐进行浮标压载重量标定的方法,并通过一台浮标的压载实验给出浮标配重计算方法。

强潮河口丁坝坝头砂肋软体排护底稳定性试验研究

通过对土工织物软体排护底应用情况以及钱塘江河口潮流特征的分析,认为丁坝坝头砂肋软体排铺设后的稳定性好坏是护底成败的关键。利用长35m、宽4.3m的水槽,对砂肋软体排在不同压载厚度条件下进行不同行近流速、不同坝长、不同水深的多组次室内试验研究,得到砂肋软体排的稳定性主要与压载的块石层厚度有关,铺设在丁坝坝头的砂肋软体排临界块石压载稳定厚度与行近流速、丁坝长度以及水深等因子有关,采用相关因子多元回归分析得到丁坝坝头砂肋软体排临界稳定的压载厚度经验公式,可指导现场施工实践。

长江口岸直水道鳗鱼沙心滩头部守护工程局部冲刷水槽概化试验研究——Ⅱ:局部冲刷试验研究

长江口岸直水道下段鳗鱼沙心滩头部护滩守护工程长达2.2 km,宽为0.58 km,采用缩小的完整护滩与两侧局部护滩进行试验,得到不同水流条件下护滩工程的冲刷坑深度与位置。研究了护滩工程边沿有无压载与排体抛石压载不同间距的影响,提出了边缘压石加宽与重点防护部位,为设计提供了技术依据,并为相关研究与设计提供参考。

换枕机扒齿插入道砟阻力特性研究

文章基于土力学原理,应用离散单元理论建立换枕机下插时扒齿-道砟物理模型,分析得出影响扒齿插入道砟阻力特性的主要因素为下插深度和下插速度;通过EDEM仿真分析了相同下插速度时不同下插深度和同一下插深度不同下插速度时的插入阻力特性,得到了扒齿插入道砟阻力与下插速度、插入深度的关系,为换枕机结构强度设计及液压系统功率匹配方式的选择提供了理论依据。

全海深ARV抛载系统研发及深海试验

抛载系统是水下机器人安全工作的核心关键部分。以“思源号”全海深ARV(自治缆控水下机器人)为研究对象,开展ARV作业过程中压载水下释放问题研究。通过在ARV底盘下侧布置下潜抛载模块,上艇体两侧对称布置上浮抛载模块,设计了一套基于电磁驱动的超高压水下抛载系统。利用Maxwell 2D电磁场有限元分析软件对非接触式电磁铁作了静磁场数值分析,得到电磁铁的磁力线与磁通密度分布图,验证了抛载电磁铁可以满足压载吸附和抛弃的功能。设计了一种非磁性钛合金隔离片,用于消除电磁铁断电后存在的吸附效应,解决了抛载失败的问题。开展了电磁吸力测试、可靠性试验、超高压试验以及深海试验,试验结果验证了所设计的全海深ARV抛载系统能够在深海环境下实现水下释放压载,为全海深ARV实现上浮下潜和水下浮态控制提供重要保障。

道岔区聚氨酯固化道床烘干装置的研发

针对道岔区聚氨酯固化道床施工提出一种道床烘干技术。通过高精度、智能化的道床温湿度检测,实时监控烘干效果。本文首先介绍了道床烘干装置的总体设计,然后对道床烘干数值模拟结果和试验线上实测结果进行了分析。结果表明:当密封罩内分风结构导流角为100°时,密封罩的7个出风口风速均匀;烘干约10 min时道床烘干深度可达350 mm,道床相对湿度约20%,满足聚氨酯施工要求;与现有设备相比,该道床烘干装置具有小型化、快捷化的特点,可实现对道岔区等复杂线路区段的道床烘干作业。

全海深着陆车机构设计及其潜浮运动性能分析

针对海底大范围移动考察和定点精细作业的需求,提出一种全海深着陆车.为提高着陆车潜浮运动性能,解决配载参数和潜浮时间问题,设计着陆车配有两级压载铁.基于着陆车潜浮过程动力学和运动学的分析模型,结合配载参数与重心位置函数,利用ICEM和Fluent水动力分析软件对其阻力、升力、纵倾力矩进行计算,采用最小二乘法对其水动力参数进行辨识,最终建立了潜浮运动特性与配载参数的数学模型.通过调整两级压载铁的质量与位置,实现对着陆车潜浮姿态和速度的控制,进而研究其运动性能和优化潜浮过程时间.分析结果显示,当一级压载铁和二级压载铁质量分别为53 kg和50 kg,安装位置分别为0.38 m和0.58 m时,着陆车的最短下潜和上浮时间分别为5.39 h和5.98 h.优化配载参数后的着陆车具有最佳潜浮运动性能,能够以最短时间完成潜浮运动,为海底科考作业提供更多时间.