轨道车辆用锥形橡胶弹簧减振器有限元优化设计与疲劳寿命研究

为了提高轨道车辆用锥形橡胶弹簧减振器服役疲劳寿命,该文基于等效撕裂能法,应用ABAQUS、FE-safe和Isight软件,对锥形橡胶弹簧减振器进行有限元建模、优化设计和疲劳寿命研究.首先应用ABAQUS软件构建锥形橡胶弹簧减振器有限元模型,有限元数值模拟结果表明,原结构的刚度系数和疲劳寿命均不满足结构设计要求.其次,采用正交数值试验方法,分析锥形橡胶弹簧减振器几何参数对其疲劳寿命的影响,结果表明第一层橡胶的厚度和长度对结构的疲劳寿命有显著影响,而第四层橡胶的厚度影响最小;以最小应变为优化目标,以正交数值试验确定的几何参数为设计变量,建立二阶响应面模型,并利用多岛遗传算法对刚度约束条件下的锥形橡胶弹簧减振器进行单目标多因素优化设计.结果表明优化后的结构刚度系数为0.630 kN/mm,在设计刚度系数范围内,疲劳寿命为496.3万次,而设计疲劳寿命为350万次,疲劳寿命和刚度均满足设计要求.最后,对数值计算结果进行试验验证,结果表明计算疲劳寿命与试验结果吻合良好,模拟的疲劳失效位置与试验结果相符.

基于Digimat软件的聚氨酯泡沫合成轨枕材料设计研究

以聚氨酯泡沫合成轨枕为研究对象,通过实验数据搭建聚氨酯泡沫基体材料数学模型,并基于Mori-Tanka方法,借助多尺度非线性复合材料软件Digimat构建了基体、增强相与最终零件性能之间的材料本构模型,通过逆向回归迭代法对材料本构模型进行修正,修正后的预算结果与实测值相近,最大偏差为3.76%。基于修正后的材料本构模型,分别研究了产品整体密度、玻纤含量等对产品纵横向强度的影响。结果表明:产品整体密度每提高0.1 g/cm^(3),纵向拉伸强度及拉伸模量约提高15%,而横向拉伸强度及拉伸模量约提高27%;提高玻纤含量能够显著提升产品的纵向拉伸强度及拉伸模量,但横向拉伸强度及拉伸模量反而会有所降低。

新型耐热型耐磨板在滑板橡胶支座中的应用

根据弹性滑板橡胶支座使用需要,利用一种新型耐热型耐磨塑料HLIDE,研制了一种新型弹性滑板橡胶支座。通过对盆式橡胶支座和球型支座的结构特点的研究,采用滑板与橡胶支座本体分离的设计方法完成了支座结构设计。在该支座滑板材料与橡胶支座本体之间设置了卡槽钢板,滑板放置于卡槽钢板内。通过支座试验可知,试验完成后卡槽钢板内的滑板均未发生变形、破损。在滑板材料承受11.9MPa竖向压力干摩擦情况下,PTFE和UHMWPE材料的滑动摩擦系数相比HLIDE材料,分别增加了25.9%和170.4%。

轨道车辆用橡胶球铰结构快速设计模板的研究

以橡胶球铰几何参数、胶料硬度和球铰预压缩量为设计变量,以球铰刚度为目标函数并基于实验设计方法对整个设计空间进行了采样;根据所采样本的数据库建立了橡胶球铰几何参数-球铰刚度神经网络近似模型;基于该模型并借助Isight软件,编制了橡胶球铰结构快速设计模板;使用该模板可进行球铰刚度快速匹配和结构优化设计。以某型齿轮箱吊杆用橡胶球铰为例,验证了该模板计算精度的可行性。结果表明,使用该模板可大幅缩短橡胶球铰的开发时间并提高其疲劳性能和使用寿命,该模板计算精度的可行性较好,达到工程应用标准。

动车组牵引电机冷却风道试验设计与研究

对牵引电机冷却风道进行静态和疲劳试验是车辆冷却系统安全性判定最重要的手段。简要分析了动车组牵引电机冷却风道的结构与原理,分别提出了单向加载与复合加载2种试验方案并进行分析比较,重点分析了复合加载试验方案。研究了不同工况对风道静态和疲劳性能的影响,结果表明:试验设计与实际工况一致,且在不同工况下风道的静态和疲劳性能均满足使用要求。研究成果对轨道车辆牵引电机冷却风道的研发和试验起指导作用。

Zr（HPO4）2/浇铸尼龙6复合材料的制备及结晶性能

采用原位聚合法制备磷酸氢锆/浇铸尼龙6(Zr(HPO4)2/MCPA6)复合材料。X射线衍射和差示扫描量热研究表明,当Zr(HPO4)2的质量分数为1.5%时,复合材料的结晶度由纯MCPA6的15.1%增加到22.2%,少量的Zr(HPO4)2对复合材料能起到结晶成核剂的作用,诱导γ(200)晶型的产生;偏光显微镜对复合材料等温结晶的观察进一步验证了上述对复合材料结晶度表征的结果。摆锤冲击试验和热重分析显示,随着Zr(HPO4)2的加入,复合材料的冲击强度和热稳定性有所增加。

标准动车组用空气弹簧动力学建模与服役性能试验研究

空气弹簧作为我国动车组二系悬挂的关键部件,其性能直接影响到乘客的舒适性,甚至影响到行车安全。以我国最新研发的标准动车组上使用的510B型空气弹簧为研究对象,研究其服役前后性能的改变。分别建立了空气弹簧的有限元模型及气动力学模型,并对新空气弹簧和已经服役30万公里以上的510B型空气弹簧进行静态、动态的例行试验。通过对模型仿真数据与试验数据进行对比,结果表明:新空气弹簧模型动、静态的仿真的滞回曲线和试验所得的滞回曲线吻合较好,所建立的510B型空气弹簧模型能够很好的描述空气弹簧的动态特性;通过修改动力学模型的相关参数,能够很好的描述已经服役的空气弹簧的特性;能够初步的揭示510B型空气弹簧在服役后其垂向刚度及阻尼会有一定程度的增加,对研究空气弹簧老化以及其对整车动力学性能的影响具有一定的实际应用价值。

高速列车空气弹簧横向特性动力学建模与应用

为了优化高速列车空气弹簧的横向动力学特性,以含附加气室与节流阻尼孔的高速列车空气弹簧为研究对象,分析了橡胶气囊在横向变形下的受力状态,采用橡胶材料的本构关系对橡胶气囊的摩擦力、线弹力进行了描述,建立了空气弹簧横向非线性模型。基于实测数据和有限元方法辨识了摩擦力、线弹力和其他动力学参数,试验验证了该模型的准确性,探究了空气弹簧横向刚度特性的影响因素。将该模型直接导入到车辆动力学模型中进行联合仿真,计算空气弹簧模型对车辆运行平稳性、曲线通过性的影响。结果表明:考虑橡胶气囊特性的空气弹簧模型能描述出刚度回滞曲线的两端尖角效应,且与试验曲线更接近;该模型在动力学计算中能降低高速列车的横向平稳性指标,并提高列车通过曲线时的计算精度。

空气弹簧在100%低地板轻轨车上应用可行性分析

基于多体动力学仿真软件SIMPACK,对某型采用纵向耦合边驱电机转向架的100%低地板轻轨车三模块编组建模,在MATLAB/Simulink中对其中央悬挂部件空气弹簧的主气室、节流孔、附加气室建模.对100%低地板轻轨车运行工况进行设定,通过联合仿真的方式对空气弹簧在100%低地板轻轨车上应用可行性进行分析,得到:1)空气弹簧应用到100%低地板车上后,车辆蛇行失稳临界速度为149km/h,大于设计时速,车辆有较好的运行稳定性.2)车辆运行时,平稳性及最大加速度指标均小于2.5,车辆有较好的运行平稳性.3)车辆通过小半径曲线时,轮重减载率、脱轨系数、轮轴横向力、轮轨横向力指标均小于评判标准限值,车辆有较好的曲线通过能力.4)空气弹簧在通过工况设定的小半径曲线时,各项性能指标均符合该型空气弹簧技术标准,空气弹簧在100%低地板轻轨车上应用可行.

SPC分析平台在物料检测信息化中的应用

全面的过程质量管理信息化,一般包括以下六个步骤:收集、监控、管理、评估、报告、归档。在T公司进行质量管理信息化建设的过程中,通过引入SPC分析软件及数据自动采集量具,打破了传统产品检测数据手工录入的模式,将纸质记录转化为电子记录,提高检验效率,便于查阅及追溯性管理。同时,建立了检测平台共享数据库,实现现场检测数据的共享及使用,提升了数据处理及传递的效率。

制造业人工成本管控对策研究——以X公司为例

本文通过对中国制造业近10年人工成本变化、劳动生产率变化及发展趋势进行研究分析,得出中国制造业单位人工成本的上涨已成为不可逆转的趋势,合理管控人工成本,提高制造业劳动生产率是缓解单位人工成本上升的根本之策。此外,本文以X公司为例,从搭建适合于人工成本管理的组织体系、确定合理的人工成本预算目标、制定考核激励制度、建立人工成本监督体系四个方面探讨制造业人工成本管控对策,合理控制人工成本,实现企业和员工双赢。

安装国产一、二系簧的地铁车辆动力学特性分析

为研究安装一、二系簧的地铁车辆在线路运行时的安全性和平稳性,特对安装有国产化一、二系簧的地铁车辆进行线路动力学试验和数据分析,试验和分析结果表明:装置国产化一、二系簧的转向架车辆,其轮重减载率、脱轨系数、轮轴横向力及平稳性等指标,均满足GB/T 5599—1985的要求,这些结论可为研发地铁车辆转向架用关键一、二系弹簧提供参考。

基于STAR-CCM+的淋胶管淋胶均匀性研究

淋胶管是聚氨酯泡沫合成轨枕生产中的关键部件,其主要作用是将树脂淋胶到纱线上,淋胶管淋胶越均匀,产品成型质量越好。基于流体仿真软件——STAR-CCM+,研究了淋胶管各结构参数对淋胶均匀性的影响。结果表明:中间管内径越大,淋胶小孔处壁厚越厚,淋胶小孔孔径越小、数量越少,淋胶均匀性越好;而淋胶管入口内径对淋胶均匀性影响甚微。基于该研究结果,对淋胶管进行结构优化,优化后的淋胶管淋胶均匀性相比原结构具有明显改善,淋胶均匀性由71.9%提高到96.6%。该研究结果对于聚氨酯泡沫合成轨枕的实际生产及其他类似的淋胶管设计及应用都具有重要的参考价值。

间隙对横向钢阻尼装置性能的影响

为研究生产装配以及施工过程中横向钢阻尼装置设计间隙大小对阻尼性能的影响,利用非线性有限元分析软件Abaqus对横向钢阻尼装置不同间隙值下竖、横向的阻尼性能进行了模拟计算。计算结果表明:在计算间隙范围内,横向钢阻尼装置的横向阻尼性能受竖向和横向间隙变化影响较小,等效阻尼比约减小6.5%;竖向阻尼性能受竖向间隙影响较横向阻尼性能更为显著,约减小12.1%,在装配和安装的过程中要重点控制竖向间隙值。

工艺参数对玻璃钢传动轴粘接性能的影响

研究了粘接工艺过程中基材表面粗糙度、粘接温度、粘接湿度、胶层厚度、固化温度等因素对玻璃钢传动轴粘接部件粘接性能的影响,通过试验得到玻璃钢基材与金属部件粘接的最佳工艺参数。

间位芳纶纸的开发及其应用

电机、变压器等电器绝缘制品领域中,人造纤维制成的特种纸品由于较天然纤维制品在热稳定性、电气性能和力学性能等方面具有明显优势,可以大大提高电器的使用寿命和安全性,已得到行业大量工程化应用。其中芳纶纸系列产品占有重要地位,具体包括间位芳纶纸、芳纶云母纸、芳纶柔软复合材料,另外还有芳砜纶等其他类的特种绝缘纸品也有应用。

分数阶修正的空气弹簧气动力学模型及其应用

以高速动车组用空气弹簧为研究对象,基于气动热力学理论分别对空气弹簧主气室、附加气室和节流孔特性进行分析,数值计算中所需的参数值由有限元方法辨识,建立空气弹簧气动热力学模型。采用分数阶理论对橡胶气囊的黏弹性阻尼特性进行描述,基于实测数据辨识分数阶模型中的参数,建立分数阶修正模型,以实现对气动力学模型的优化作用。优化后的模型满足空气弹簧试验的验证,与试验各项数据吻合度较好。总结出不同激励振幅、载荷和频率下的空气弹簧刚度、阻尼特性的变化规律。通过与车辆动力学模型联合仿真计算的垂向平稳性变化曲线对比表明:优化后的模型较气动模型的垂向平稳性指标降低6%左右,垂向最大加速度值得到了抑制。采用分数阶修正的空气弹簧特性建模,能够体现出更好的动力学性能。

聚氨酯泡沫合成轨枕产品均匀性评价研究

产品性能均匀性尤其是弯曲强度均匀性是聚氨酯泡沫合成轨枕的一个重要技术衡量指标。通过对弯曲强度与密度关系进行研究,发现弯曲强度与密度基本正相关,并通过数值拟合建立了弯曲强度σ与密度ρ的数学关系模型σ=180ρ^(2)。根据该模型的密度进行预测,其弯曲强度最大误差为6.97%,而采用10个样品的密度均值进行预估,则预估准确度可达98.92%。根据试验结果并结合产品技术指标要求,提出了±15%的密度离散性指标。该研究结果对于聚氨酯泡沫合成轨枕的质量检测、把控及优化均有重要实践意义。

注塑工艺参数对矩形薄壁件纤维取向影响模拟研究

以矩形薄壁件为研究对象,基于Folgar-Tucker张量模型,研究了注塑工艺参数:注射时间、模具表面温度、熔体温度对纤维取向的影响,并着重探讨了注射时间对纤维取向沿厚度方向分布的影响。研究结果表明:注射时间对纤维取向的影响最显著;随着注射时间的增加,平均纤维取向程度大幅降低,而模具表面温度与熔体温度对纤维取向的影响较小,且随着注射时间的增加,核层宽度变窄,而壳层宽度变宽。

一种风电联轴器胀紧套强度校核方法

对风力发电机组风电联轴器胀紧套,用理论计算、有限元方法进行了强度分析,并通过对实际产品的应力应变测试对有限元分析结果进行验证,结果表明,有限元分析与理论计算相差较小,实际应力应变测试结果与前两种校核结果接近,有限元分析方法具有较好的准确性,可作为联轴器胀紧套的强度校核方法之一。