基于不同标准的煤炭漏斗车车体焊缝疲劳寿命研究

利用接触非线性分析技术,基于AAR标准的名义应力法和ASME标准的结构应力法研究煤炭漏斗车车体焊缝的疲劳问题。首先,建立漏斗车重载车体强度分析模型,利用修正D-P本构模型的实体单元模拟散粒煤、接触单元模拟散粒煤与车体结构的作用,并通过主要载荷作用下车体静强度试验结果验证车体仿真分析结果,应力最大误差小于15%。其次,运用名义应力法,在标准和实测载荷谱下分析车体焊缝疲劳寿命,结果表明:端墙与端漏斗板焊缝寿命最短,为2.72×10^(6)km;基于标准纵向载荷谱的焊缝寿命小于基于实测的计算结果,表明标准的纵向载荷谱相对恶劣。最后,在标准中100t漏斗车重车心盘载荷谱和实测纵向载荷谱下运用结构应力法对车体焊缝进行应力与寿命分析。结果表明:基于结构应力法的焊缝疲劳寿命不及基于名义应力法的疲劳寿命,主要原因是结构应力法的疲劳性能参数适用于各类接头形式,且分析承载复杂焊缝时考虑了面内剪切结构应力的影响。因此,对接头几何形状和应力状态复杂的车体从板座及底架区域的焊缝建议采用结构应力法对其进行疲劳寿命分析。

基于可变元胞与跟驰理论的元胞自动机模型

为准确模拟桥址随机车流荷载,提出基于可变元胞与跟驰理论的元胞自动机(cellular automata,CA)模型。首先,重新定义元胞构成,提出以车辆为核心的动态可变元胞,并将精确的轴间距和轴重信息融入车辆元胞,实现车辆荷载的精确模拟;然后,引入跟驰理论,提出基于跟驰理论的状态演化规则,推导每辆车的专有加速度,实现车辆微观交互的模拟;最后,提出基于实测动态称重系统(weigh in motion,WIM)数据的发车规则,依据WIM数据,重构任意时段的实际车队,并建立基于车头时距的发车规则,重现车辆通过WIM时的运动状态。基于所提出的发车规则和动态演化规则,实现车辆从进入道路到驶离道路全过程时空位置的准确模拟,结合融入精确轴载的车辆元胞,实现随机车流荷载的模拟。基于实测WIM数据验证所提模型的可行性和先进性。结果表明:可变元胞可以精确模拟车辆荷载;提出的状态演化规则可以根据不同车辆的运动状态计算得到每辆车的专属加速度,准确模拟每辆车在自由行驶和跟驰行驶时的不同运动状态;新发车规则可以重构任意时段的实测车队,结合新状态演化规则,可以实现桥址任意时段随机车流的模拟。结合精细化车辆荷载模拟和合理的车流模拟,可实现桥址随机车流荷载模拟。

侧风作用下不同装载敞车气动性能研究

针对不同装载情况的敞车,开展敞车在空载、半载、满载3种情况下气动性能的研究。研究结果表明:单节敞车气动力的变化规律与整车气动力的变化规律一致;空载敞车所受的气动阻力最大,半载敞车次之,满载敞车最小;满载敞车所受的气动升力最大,半载敞车次之,空载敞车最小;3种敞车所受的侧向力非常接近,最大差距仅为1.9%;空载敞车和半载敞车所受的气动力较为接近,而满载敞车与前两种车型有明显差距。

矿车装车智能视觉检测与装载优化控制系统开发

针对煤矿矿车装载中普遍存在的效率低、精度差等问题,设计一种基于视觉检测与智能控制的煤矿矿车装车优化系统。该系统集成视觉检测、装载优化控制、自动装载执行、监控数据分析等功能模块,可以实现煤矿矿车装载过程的全流程自动化管控。仿真试验表明,该系统可使煤矿矿车装载效率提高55.2%,料位偏差率降低至1.6%,为煤矿矿车装载作业的智能化升级提供了一种新思路。

多变量时间序列CAR模型在交通负荷短期预测中的应用

交通负荷是影响交通通行寿命和可靠度的一个重要因素,交通负荷变化具有明显的周期性。本文针对多变量定性计算的交通负荷难题,利用时间序列的多变量自回归CARMA模型对交通负荷进行建模、预测的理论和方法,对动态系统实行统一建模。我们用递推最小二乘法的多变量自回归模型对交通负荷参数进行估计,并用DPS系统对模型进行预测和分析,测试结果证明了方法的有效性。

矿车装载系统中伸缩溜槽的结构优化研究

针对现有溜槽普遍存在的结构刚度不足、关键部位磨损严重、运动精度欠佳等问题,提出一套综合优化方案,即通过拓扑优化提高溜槽结构刚度,使用高性能耐磨材料强化易损部位,采用精密制造工艺提升溜槽运动精度。为验证优化方案的可行性,进行对比试验。试验结果表明,所提出的优化方案可以显著提升溜槽的抗变形能力,延长其使用寿命,并保证装车定位精度,为矿车装载系统的高效运行提供了可靠基础。

基于液压加载的拖拉机PTO测试装置设计与试验

针对当前多数负荷车仅适用于拖拉机牵引试验测试,模拟完整田间作业状态不全面的现状,设计了一种可挂接负荷车的液压加载式拖拉机动力输出轴(PTO)测试装置,在满足负荷车牵引试验国家标准要求的基础上可以进行拖拉机PTO测试试验。该测试装置采用的液压测功机与应用普遍的直流电力测功机经过试验对比,系统响应和稳定速度更快,综合加载性能更好。对该测试装置进行拖拉机PTO田间转矩载荷谱模拟动态加载试验,结果表明,实际加载转矩与转矩载荷谱试验数据相关性良好,拟合优度0.83。数据分析得出,计算实际液压加载系统响应时间约2.1 s,最大超调量7.52%,均在可控范围内,说明该测试设备可以通过输入转矩载荷谱的形式有效模拟田间作业拖拉机PTO工作状态,为后续拖拉机牵引及转矩全面加载田间模拟试验提供参考。

铁路货车空重车调整装置设计分析与探讨

随着铁路货车重载运输的不断发展,货车自重系数逐渐下降,空车和重车的总重差别越来越大。目前中国铁路货车加装空重车调整装置后空车制动缸压力约为重车制动缸压力的45%,将不能完全满足空、重车制动率的运用要求。通过对国内外主型空重车调整装置的调研与分析,设计一种新型空重车两级自动调整装置,该装置能与国内既有主型制动机匹配,与国内现有主型空重车调整装置相比,提高了整个制动系统的可靠性,以满足国内重载专列的运用需求。

铁路无人化装车信息匹配问题研究

在铁路无人化装车过程中,配煤和卸煤流程都是依靠智能系统全自动完成。虽然2个生产流程获取车厢信息的方式不同,分别是车辆装车的基本信息与装车时车厢运动的动态信息,但是必须保证数据的完全匹配,才能确保每个装车单元的稳定和安全。针对铁路无人化装车流程中信息匹配的问题,提出了信息的获取流程和统一性策略。工业常态化应用表明,该方法稳定可靠,为铁路无人化装车提供了数据支持。

铁路客运专线18号道岔装载加固方案研究

道岔是铁路股道转换的重要设备,近年来,随着高速铁路建设规模的不断扩大,对客运专线60-18号道岔需求量大幅增加,全国铁路道岔运输量也随之增加。道岔作为精密的铁路设备,运输质量直接影响道岔的后期使用,为了进一步提高道岔装载质量和装载率,提升运输效率,通过分析货物参数、车辆特点,经过装载加固方案设计和理论计算,研究制定D22A型长大平车运输客运专线60-18号道岔方案,不仅能解决普通木地板平车车源紧张、操作复杂的问题,还能降低运输成本,有效提高道岔的运输效率,保障高速铁路建设的工期和质量,为今后道岔运输提供新的解决方案。

地铁列车车体关键区域与车钩载荷相关性研究

为研究车钩载荷对车体关键区域的影响,文章以北京地铁某线路列车为例,阐述了列车半永久车钩静力标定试验及获得的半永久车钩应变和车钩力拟合曲线;分析了列车正线载客试验时车体关键区域测点动应力与车钩载荷的相关性,以及车钩载荷变化对各测点疲劳损伤值的贡献程度。研究表明,牵引梁端部、牵引梁车钩座旁、枕梁中心销垫板外侧焊缝、枕梁下盖板与边梁端部焊缝受车钩载荷变化的影响较大。

发射载荷作用下特种车辆动态响应仿真分析与优化

基于HyperMesh-LS-DYNA有限元建模与仿真方法,探究了特种车辆在发射载荷作用下车体的稳定性问题。以某型特种车辆为研究对象,在车辆数值仿真模型中构建了悬架等相关柔性化组件,对车体在发射载荷作用下的稳定性进行分析,发现发射载荷未能均匀分散到各支撑结构,且在发射底座、 g-h轴对应轮胎与地面的接触压力较大,发射筒摆动幅度较大。基于上述结果,提出调整支腿结构的刚度阻尼系数和增加附加支撑结构两种优化方案,以达到减小车辆与地面的接触压力以及车体纵向摆动幅度的目的,并进行了仿真验证。结果表明,辅助支撑的数量与位置对车体稳定性的影响较大,靠近底座以及数量越多,对车体稳定的保持效果较好,其中在g-h轴之间增加一对附加支腿,底座接触力减少16%;在b-c、 g-h轴之间同时各增加一对附加支腿,底座接触压力减少20%,发射筒摆动幅度范围缩减12.1%。

船用柴油机止推轴承润滑特性分析及优化设计

针对某型高强化指标船用柴油机止推轴承在试验过程中出现的异常磨损问题,采用三维弹性流体动力学仿真分析方法,比较不同轴向力、油槽、油孔结构对止推轴承承载能力及润滑特性的影响规律并进行试验验证。试验结果表明:当止推轴承承受的轴向力增加时,峰值总压及平均热载最大值无明显变化,但区域有所扩展;采用更利于止推工作面滑油流通的油槽、油孔结构对止推轴承的润滑特性有较大改善,可显著提高其承载能力。

电梯不同承载状态时的结构性能研究

电梯随着城市化建设、高层建筑的普及成为人们广泛使用的特种设备,其安全性对人们的生产生活具有重要的影响作用。电梯的结构复杂,在使用过程中面临多种不同的承载状态,对其结构的承载性能具有较高的要求。针对电梯的结构性能,采用ANSYS有限元仿真的形式对满载、超载、偏载状态时的应力分布进行计算分析。结果表明,轿架组件中上梁和下梁的最大应力出现在超载工况时,立梁的最大应力出现在偏载工况时,轿架组件的强度均满足电梯的使用安全需求。在电梯的设计使用过程中,应据此对不同的结构组件进行承载性能分析,以保证电梯的运行安全。

机器人自动上下料在汽车行李架加工中的应用

【目的】提高汽车行李架加工效率,设计一种机器人自动上下料装置。【方法】通过研究机器人自动上下料工艺流程,对机器人自动上下料装置进行了整体设计。【结果】机器人自动上下料装置利用储料式传送带集中供料,对零件进行传送、分离、检测后,机器人抓取和搬运,完成上料操作,将成品有序地放在下料车中,完成码垛操作。【结论】采用工业机器人替代工人进行上下料操作,车间生产状态从一人操作一台设备变成一人操作多台设备,可降低人力成本,提高企业生产效率。

速度200 km/h动力集中动车组动力车牵引动力配置研究

速度200 km/h客货共线铁路开行动力集中动车组有较强的技术经济性。根据200 km/h客货共线特点对担当牵引动力的200 km/h动力车,通过分析国内外高速客运机车、动力集中动车组动力车现状,从轴重、轴式、黏着利用等关键约束条件进行了适应性和对比分析,提出了200 km/h动力车牵引动力配置建议。

速度160 km/h列车通过隧道时侧向气动力变化特征

[目的]我国某动车组以160 km/h的速度在明线运行时列车平稳性良好,但通过单线隧道时尾车出现周期性横向晃动的问题,需要对该动车组过隧道时列车气动特性进行深入研究。[方法]采用数值模拟方法,基于RNG k-ε湍流模型和滑移网格技术,建立了带有转向架的某动车组的三维可压缩瞬态仿真模型,研究了列车通过隧道时尾车表面压力变化情况;同时,在时域和频域内分析了列车侧向气动力特征的瞬态性质。[结果及结论]由于隧道壁面对空气流动的限制和列车尾绕流的作用,列车通过隧道时车体两侧存在压差并呈现出交替变化的特征,并且尾车侧向力交变特征更明显;列车所受侧向力具有低频周期性交变特点,主频约为2.2 Hz,且在尾车刚进隧道时气动效应最强,侧向力波动幅度最大;列车侧向力变化值可作为车辆横向平稳性分析的边界条件。

智慧车库中AGV的设计应用研究

以某市大型地下智慧车库AGV示范区为例,从AGV选型及工艺流程设计两个方面,完整地论述了AGV的设计应用。此外还重点分析了AGV运行的微观流程及高峰情况下的连续存取车时间,并提出基于排队理论的系统运行效率评估方法,为泊车房数量和预约车位数的测算提供理论依据,可作为其他类似工程参考实例。

地铁车辆不同载客工况客室流场及温度场数值仿真研究

针对地铁车辆乘客数量变化幅度较大的特点,基于AW0空载通风、AW1半冷、AW2定员全冷3种工况,建立包括乘客人体模型、客室空间、风道、门窗、座椅等在内的三维整车全流场几何模型,采用六面体网格进行客室计算域的空间离散,完成客室空间气流组织分布、典型截面速度场及制冷温度场的仿真计算和对比分析。研究表明,地铁车辆空调通风系统及风道的设计合理,整个客室空间的气流组织分布均匀。地铁车辆根据载客人数的变化,通过合理调节送风量及送风温度,减少能源消耗的同时,可以满足车辆工程设计的要求。

油气悬架车高调节策略对轮荷影响的研究

为解决某油气悬架车型同轴左右轮荷差异较大,且多次自动中位调节后测量轮荷,数据重复性差的问题,通过试验测量轮荷、悬架油缸压力,发现轮荷与油缸压力正相关。采用简化的数学模型,分析导致此现象的原因为仅采用油气弹簧长度的车高调节策略会导致油气弹簧内气体压力和油液体积的不确定,进而引起轮荷的差异及不确定。因此,文章提出油气悬架车辆车高调节控制策略需引入压力(或油气弹簧缸内油量)控制,以避免左右轮荷差异较大带来的安全性和操稳的负面影响。