跨坐式单轨车辆的临界侧滚角 任利惠， 季元进

跨坐式单轨车辆的抗倾覆能力显著地受到稳定轮和导向轮与轨道接触状态的影响.当转向架一侧的稳定轮离开轨道梁侧面时,跨坐式单轨车辆的抗倾覆能力将大大降低.建立了跨坐式单轨车辆的侧倾方程,推导了跨坐式单轨车辆柔性系数的计算公式,分析了稳定轮和导向轮与轨道接触状态对浮心高度和柔性系数的影响.提出使用车体临界侧滚角来衡量跨坐式单轨车辆抗倾覆能力的变化.推导了跨坐式单轨车辆的临界侧滚角的计算公式,并使用UM软件动力学仿真验证了上述公式的准确性.依据临界侧滚角讨论了稳定轮预压力合理的设置数值.当稳定轮预压力已设定时,在保证车辆具有良好的抗倾覆能力前提下,应对曲线通过设定最高限速和最低限速.     

跨坐式单轨车辆的临界侧滚角

跨坐式单轨车辆的抗倾覆能力显著地受到稳定轮和导向轮与轨道接触状态的影响.当转向架一侧的稳定轮离开轨道梁侧面时,跨坐式单轨车辆的抗倾覆能力将大大降低.建立了跨坐式单轨车辆的侧倾方程,推导了跨坐式单轨车辆柔性系数的计算公式,分析了稳定轮和导向轮与轨道接触状态对浮心高度和柔性系数的影响.提出使用车体临界侧滚角来衡量跨坐式单轨车辆抗倾覆能力的变化.推导了跨坐式单轨车辆的临界侧滚角的计算公式,并使用UM软件动力学仿真验证了上述公式的准确性.依据临界侧滚角讨论了稳定轮预压力合理的设置数值.当稳定轮预压力已设定时,在保证车辆具有良好的抗倾覆能力前提下,应对曲线通过设定最高限速和最低限速.     

跨坐式单轨车辆水平轮的接触状态研究

跨坐式单轨车辆的抗倾覆能力主要由稳定轮来提供,因此稳定轮与轨道梁侧面的接触状态影响车辆的抗倾覆能力;导向轮和稳定轮设置一定的预压力可以保证跨坐式单轨车辆运行的稳定性和安全性。本文将导向轮或稳定轮的横移量和导向轮或稳定轮预压缩量的比值定义为导向轮或稳定轮的"相对接触比",来描述跨坐式单轨车辆水平轮与轨道梁的接触状态。利用动静法,推导出水平轮的"相对接触比"与车辆所受离心力以及水平轮预压力之间的函数关系。可得,"相对接触比"与车辆所受的离心力或者离心加速度成正比,与水平轮的预压力成反比。根据所提出"相对接触比"对轨道超高率和曲线通过速度进行安全限制。     

伽辽金法求电磁发射轨道变形的解析解

精确计算电磁炮发射轨道的受力变形,将发射轨道模拟为移动载荷作用下弹性基础上的简支梁,并应用欧拉梁理论建立了力学模型,利用伽辽金法和Sturn-Liouville展开,推导出了电磁炮发射轨道受正弦函数磁压力下控制方程的解析解.与通常用拉格朗日方程法计算轨道受力变形的方法相比,利用伽辽金法求解不需要计算梁的动能、应变能和耗散能.用Matlab软件做算例分析得到:梁的变形受阻尼系数、移动载荷的出口速度、弹性系数等因素影响显著,受轨道质量的影响很小.     

侧向风作用下跨座式单轨车辆运行平稳性研究

 针对侧向风作用下跨座式城市单轨车辆的运行平稳性问题,利用多体动力学软件Adams 建立跨座式单轨车辆“车体-轮胎-轨道梁”耦合系统动力学模型,基于空气动力学原理,研究了侧向风风压中心随着车辆运动过程的变化情况,并对不同车速、风速、轨道梁线形下跨座式单轨车辆在侧向风作用时的运行平稳性进行仿真计算和对比分析,结果表明,车速和风速的变化对在侧向风条件下的跨座式单轨车辆横向加速度影响很大,会进一步影响车辆的运行平稳性,且当车速或风速过大时,车辆不满足平稳性指标,会发生失稳现象。     

考虑剪力连续性条件的Winkler地基梁计算

为了得到复杂条件下Winkler地基梁的解析解,给出了Winkler地基梁单元间的变形、转角、弯矩和剪力协调性条件。利用梁端弯矩与剪力边界条件,建立了弹性地基梁在刚度、梁宽和基床系数分段不同时,在集中力、集中力偶和局部线性分布荷载共同作用下的基本方程。并以算例的形式,进一步验证了本方法在求解该类地基梁作用有多种荷载时的正确性。由于方法充分利用了梁单元间的剪力连续性条件,因此不需要迭代。算例表明,对于仅有集中荷载作用的等刚度梁,本方法的计算结果与Hetenyi有限长梁的计算结果完全一致。     

考虑土体连续性的桩基承台梁内力分析

针对非文克尔地基上的桩基承台梁,从桩土作者共同工作出发,考虑土体连续性和应力变形的扩散性,提出一种利用变基床系数和地基柔度矩阵进行迭代,计算桩基承台梁内力的有限单元法,可用于分析变截面承台梁、复杂边界条件、各种荷载组合,以及梁体与土脱开、基桩差异等特殊情况下墙下条形桩基承台梁的内力.图5,参9.     

矮塔混凝土斜拉桥成桥索力优化

针对矮塔混凝土斜拉桥结构受力特点,推导出了在恒载、车辆荷载、温度作用下整体弯曲能量表达式,以结构整体弯曲变形能最小为目标,主梁主塔单元弯矩和轴力为约束条件,应用MIDAS/CIVIL 2010的未知荷载系数模块进行了最不利荷载组合作用下矮塔混凝土斜拉桥成桥索力优化计算分析.讨论了车辆荷载和温度作用对矮塔斜拉桥成桥索力优化结果及大桥结构内力分布的影响,研究结果表明,车辆荷载和温度作用对拉索索力、主梁弯矩等力学参数的影响较大,在进行成桥索力优化时应该考虑车辆荷载和温度作用.     

用奇异函数法求解梁的变形

材料力学中,介绍梁的平面弯曲时,曾导出内力和变形的微分方程 (1) 利用(1)式可以顺利求解梁的变形。但有一个缺限就是要根据作用于梁上的荷载情况分段列方程,比较麻烦。为此,初参数法[1]建立梁的挠曲线通用方程,较好地解决了等截面梁的变形计算问题。 本文试图在初参数法的思想上,介绍用奇异函数法求解梁变形的基本原理和计算方法。其特点是可引用一个函数表达式,反映出梁上荷载、内力和变形量。即运用奇异函数可以较简捷地获得整个梁的挠曲线方程。     

井式梁的最大弯矩及剪力系数应予修正

本文运用有限单元法对《建筑结构静力计算手册》中的几种平面形状的井式梁进行了分析计算,将其内力与查系数算得的结果比较,发现按系数表近似计算的M、V值并不一定是该梁的最大弯矩及剪力。井式梁楼盖梁自重简化为梁上均布线荷载,板面荷载简化为作用梁上的三角形或梯形荷载,所算得的结果比较正确。提出应对《手册》中井式梁内力系数予以修正,以免结构设计人员采用查系数计算井式梁内力而引起较大误差。     

混凝土徐变对柔性车体列车-桥梁系统动力响应影响分析

为了解决高速铁路混凝土简支梁桥徐变引起桥上轨道结构发生附加变形,进而影响桥上列车运营品质的问题,建立了柔性车体列车-桥梁系统动力分析模型,并以高速铁路常见跨度32m和24m预应力混凝土简支梁为例,分析了混凝土徐变对桥上CRTS III型无砟轨道结构附加变形的影响特点,并进一步研究了轨道结构附加变形对桥上列车运行安全性及平稳性的影响规律.研究结果表明:延长铺轨时间可有效防止混凝土桥梁工后徐变引起的轨道结构附加变形量超出规范限值;梁体徐变下挠情况会使梁端区域的轨道结构出现凸起折角,列车通过这一折角时轮对动轴重会急剧减小,可能出现"轮轨分离";梁体徐变对运行舒适性指标的影响远大于对运行安全性指标的影响,同时,忽略车体柔性会低估梁体徐变对车辆运行舒适性的影响.     

钢筋混凝土连梁组合加固的力学分析

介绍了采用在连梁两侧用螺栓固定钢板的方法加固连梁后,钢板与钢筋混凝土连梁组合协同受力、滑移分析,建立了考虑滑移效应的钢板与钢筋混凝土连梁组合协同作用下截面内力关系表达式及基于变形协调的滑移位移方程.结果表明:这些方程是建立理论模型,确定加固后连梁强度、变形的基础.     

铁路车辆/轨道耦合系统在冲击载荷作用下的动应力分析

采用有限元方法,对我国C61型运煤货车,按照车辆/轨道系统的实际结构和边界条件建立了包括车辆和轨道系统在内的有限元模型,应用大型非线性动力分析程序LS-DYNA3D模拟车辆通过轨道错牙接头时的轮/轨系统冲击载荷,然后进一步计算侧向架和钢轨在冲击载荷作用下的动应力。计算结果表明,车轮和轨道之间的动态接触力大约是静轮载的2倍,与现场试验结果基本吻合;侧向架和钢轨在冲击过程中的应力和变形比较大。     

轨道随机不平顺与车辆动力响应的相干分析

介绍了现场实测的轨道随机不平顺数据和根据轨道不平顺模拟的轨道不平顺随机时域函数 ,作为车辆 -轨道系统动力仿真计算的激扰输入 ,计算轮轨作用力及车辆的各种响应 .利用中国高速低干扰轨道不平顺谱、中国某干线实测轨道不平顺谱和美国六级轨道不平顺谱作为仿真计算的激扰 ,计算了各种速度下的轮轨力和车辆动力响应 ,并进行了比较 .最后通过对轨道不平顺与车辆动力响应的相干性分析 ,得出了轨道随机不平顺影响轮轨作用力和车辆运行品质的最不利波长     

履带对地面的包络特性研究

借助于有限元技术和Matlab软件,利用路面功率谱密度函数构造不同空间频率下的正弦路面,建立了履带、负重轮的有限元模型,研究了履带在重力作用下的变形,得到履带对起伏土路、砂石路、戈壁路、铺面路的包络系数、包络效果及功率谱变化情况. 通过研究履带曲线与正弦地面之间的对应关系,得到4种典型路面下履带对地面的滤波函数. 实现了对4种典型路面的滤波分析,可以直接应用到对道路谱进行修改,为整车道路模拟系统直接对负重轮进行道路激励加载提供理论依据.      

煤矿井下履带车辆转向阻力矩的计算

应用摩擦理论，根据履带与驱动轮、导向轮、支重轮和托链轮以及履带运动的不均匀性等造成的阻力，推导了履带行走时的内摩擦阻力矩；然后根据路面对履带的运行阻力、不稳定运行时的惯性阻力、转向阻力等，推导了履带转向时的外摩擦阻力矩；得出了一套适用于井下履带车辆转向阻力矩的计算公式。为煤矿井下履带车辆的设计计算提供了理论依据。     

轨道几何形位变形的力学预测模型

首先，确定轮载分布图、道床变形模量-荷载作用次数关系曲线和道床塑性累积变形百分率-荷载作用次数关系曲线；其次，利用有限元模型、变形模量-荷载作用次数关系曲线和塑性累积变形百分率-荷载作用次数关系曲线得出了随机荷载作用下轨道塑性累积变形随线路里程的变化图和道床塑性累积变形随荷载作用次数的变化图；最后，给出道床顶面和深度方向的垂向应力分布图和道床密实度与变形模量的关系曲线，并讨论了道床顶面应力和轨枕下垂向应力的分布及其与位移的关系，分析了道床密实度和变形模量之间的关系．结果证明，荷载大小和作用次数及其密实度是引起道床变形的重要因素．     

线路不平顺对轮对纵向振动的影响

在常规的机车车辆动力学仿真中,通常不考虑轮对的纵向自由度,可以说轮对纵向振动问题是一个长期以来被忽略的内容．本文的研究发现轮对纵向振动虽然对整车的横向稳定性影响不大。但却对整车的垂向动力学有很大的影响．当轮对纵向振动较大时,会导致机车发生纵向伴随点头的振动,恶化机车的垂向动力学性能．进一步的分析发现,剧烈的轮对纵向振动与轨道的垂向和水平不平顺关系密切．同时存在这两个不平顺是产生轮对纵向共振的前提,在光滑的轨道上不会有纵向共振发生．     

斜放类交叉梁系的荷载分配法

本文考虑斜放类交叉梁系的特点,利用荷载分配法对其进行内力分析。荷载分配法的基本原理是根据节点的变形谐调条件列荷载分配系数方程。由于不论如何复杂的边界条件,列变形谐调方程都不困难,所以用荷载分配法可解各类支承条件斜放类交叉梁系的内力。