地铁列车移动荷载作用下饱和软粘土地基动力响应及长期累积变形研究

为了研究地铁列车荷载反复作用下饱和软黏土地基的动力响应和长期累积变形,本文通过进行室内固结不排水动三轴试验,得到了地基累计变形计算参数,并建立了车辆-轨道相互作用动力学模型,对列车反复荷载作用下软土地基的动力响应和累积塑性变形进行研究。研究结果表明：土体中的累积塑性应变随深度逐渐减小,同样的深度位置,累积塑性应变随荷载作用次数增加而增加;在车辆荷载作用的早期,累积变形的增长速率最大,随着荷载次数的增加,累积变形的增长速率逐渐减小,且累积变形曲线有明显的拐点。     

圆锥过盈联接几何参数对其接触面微动损伤的影响

针对圆锥过盈联接接触面的微动损伤,重点讨论其轴套配合的几何参数与微动损伤的关系,运用平面应力应变求解法和数值模拟法,建立圆锥过盈联接的力学和有限元模型,分析不同套管槽数、配合长度、锥度和套管壁厚对轴和套管结合面的应力分布及接触状态的影响,研究接触应力和摩擦切应力随几何参数的变化规律,并进一步揭示该类联接的微动损伤机理。结果表明,圆锥过盈联接的接触面应力分布不均匀;随着套管槽数和锥度的增加,接触应力及摩擦切应力增大,接触面的滑移区减小;随着配合长度和套管壁厚的增大,接触应力和摩擦切应力减小,接触面滑移区增大。     

少齿数齿轮副的有限元分析

结合渐开线斜齿轮和少齿数齿轮设计理论,对少齿数齿轮副各参数进行选取,建立少齿数齿轮副的三维模型,进行少齿数齿轮副的接触有限元分析,得到了少齿数齿轮副传动过程中接触区域和轮齿接触应力。通过对比两种齿面接触强度计算方法,初步验证了以下界点作为齿面接触强度计算点的合理性,为少齿数齿轮副的优化设计和齿面接触强度公式的建立提供参考依据。     

疲劳磨损和压碎磨损的应力计算

本文利用弹性接触理论对接触面的切应力和法应力进行叠加，然后经数值积分求出接触面附近区域的应力曲线．利用所作的应力曲线，进一步研究了疲劳磨损、剥层、压碎磨损的形成机理     

轻轨PC梁铸钢支座有限元分析及实验

跨座式轻轨轨道采用简支梁结构，铸钢支座需承受所有荷载，其强度将对轻轨交通产生决定性的影响。由于铸钢支座结构的特殊性和受载的复杂性，对其进行应力分析，确保轻轨安全，有极其重要的意义，通过对铸钢支座的有限元分析，建立了支座的三维有限元模型，分析支座承受的荷载及受力边界条件，得到接触应力和综合应力计算结果。为验证理论分析结果，对支座进行了疲劳试验，试验研究表明，有限元分析结果和试验结果吻合良好，保证了分析结果的可靠性。     

粘弹性体接触时接触应力的有限元法分析

以粘弹性Maxwell模型材料的积分松弛型本构关系为基础，进行了本构关系递推，并建立了Maxwell模型粘弹性体的有限元分析模型，再利用节点对接触模型理论编制了Maxwell模型二维接触问题接触应力计算有限元程度，并验证了其正确性。最后应用该程序，研究了简单Maxwell模型轴对称粘弹性体接触时接触面上轴向应力分布及其变化规律。     

恒排量往复泵凸轮副接触应力数值仿真

为了提高恒排量往复泵凸轮副的使用可靠性，以现场试验为基础，用ANSYS有限元系统对凸轮副的接触应力进行了数值仿真计算。数值仿真结果表明，凸轮曲线曲率的突变可造成接触压应力增大，使凸轮整体寿命降低42％以上；凸轮副的摩擦使接触面产生大切向拉应力和剪应力，促使表层和亚表层同时产生初始裂纹。文中还对凸轮副提出了改进措施。     

轨道刚度变化对轮轨冲击荷载的动力影响

从英国Derby铁路研究中心提出的P1和P2 力计算公式入手 ,对列车以 16 0km·h-1速度通过 6 0kg·m-1钢轨接头时轨道刚度变化对轮轨冲击荷载的动力影响进行了计算 ,并用车辆 -轨道垂向系统统一模型对比验证 .结果表明 ,公式计算和仿真模拟具有较好的一致性 .同时轨道刚度变化对轮轨高频冲击荷载影响不大 ,但对低频冲击荷载影响较大 .随着轨道整体刚度的增大 ,P2 力的增长幅度远远超过P1力 ,并逐渐逼近P1力 .由于低频冲击荷载对轨下部件的破坏较大 ,因此建议轨道结构须采用弹性设计的思想 .     

恒排量往复泵凸轮副接触应力数值仿真

为了提高恒排量往复泵凸轮副的使用可靠性 ,以现场试验为基础 ,用ANSYS有限元系统对凸轮副的接触应力进行了数值仿真计算。数值仿真结果表明 ,凸轮曲线曲率的突变可造成接触压应力增大 ,使凸轮整体寿命降低4 2 %以上 ;凸轮副的摩擦使接触面产生大切向拉应力和剪应力 ,促使表层和亚表层同时产生初始裂纹。文中还对凸轮副提出了改进措施。     

螺栓结构应力的再分析

本文采用虚拟接触载荷法模拟分析螺纹齿面的啮合现象,在线弹性、弹塑性小变形条件下,研究了直螺栓和锥螺栓中的应力分布规律,并给出了螺纹面上的接触压应力分布规律,线弹性解与理论解符合较好。