轨道参数对无砟轨道振动特性的影响分析

依据弹性支撑块式无砟轨道的力学特征,以及地铁车辆的实际参数,建立了轮轨非线性耦合系统模型.通过对该模型的求解可以得到系统中钢轨和轨枕的竖向振动加速随时间的变化过程,结合快速傅里叶变化的方法,分析了钢轨和轨枕振动加速度在频域中的变化.引入根据人体敏感度进行修正后得到的振动能量指标,对钢轨以及轨枕的振动能量进行量化分析,评价了系统中各个参数对于系统振动特性的影响.结果显示,增加各垫层的刚度和阻尼都能直接导致系统振动能量的减少,其中增加刚度导致振动能量减少的幅度要大.     

桥(门)式起重机钢丝绳外部磨损因素分析

<正>钢丝绳是起重机械的重要零部件,与制动器和吊钩一起被称为起重机械安全生产三大重要构件。钢丝绳受力复杂,它是起重机械的承重元件,受卷筒的缠绕和导向轮的弯曲作用;钢丝绳在被拉伸的同时,还产生弯曲应力和接触应力,所以在使用中很容易受到损伤,严重时会突然破断,引发重大的恶性事故。本文,笔者以一种典型的起重机械——桥(门)式起重机为例,对于引起桥(门)式起重机钢丝绳外部磨损的常见因素     

重载机车车轮不圆演变规律及动态影响

针对六轴重载机车存在的车轮不圆顺伤损问题,开展了一个镟轮周期内的不圆顺现场跟踪测试,分析了车轮不圆顺随运行里程的演变规律及谐波分布特征.建立了重载机车-轨道纵垂耦合动力学模型,以不圆顺作为激扰输入,研究了不圆顺演变对机车轮轨动态相互作用的影响.结果表明,三轴转向架端部轮对不圆顺发展速率比中间轮对更快,运营至17×10~4km时,车轮径向偏差幅值最大接近0.9 mm, 1～3, 6～8阶谐波是车轮不圆顺的主要构成.不圆顺极易引起较大的轮轨垂向冲击振动和轮重减载现象,诱发轮轨高应力接触状态,不利于机车牵引性能的稳定发挥,尤以7阶谐波影响最为显著.运营里程超过10×10~4km时,建议进行车轮不圆检修.     

基于ANSYS WORKBENCH的齿轮接触应力分析

在理论分析的基础上,建立齿轮接触对的有限元模型,在有限元分析软件ANSYS Workbench建立接触对,添加约束和加载,得到齿轮接触应力大小,齿轮应力集中主要发生在齿根圆角处,和理论计算分析对比。得出相关结论为以后齿轮接触的有限元分析提供了依据。     

发动机配气机构凸轮-从动件接触应力分析

配气机构中凸轮与从动件是一对重要的摩擦副,较易出现磨损、擦伤、劈裂等破坏。针对凸轮与从动件之间容易产生破坏的情况,通过改变气门弹簧的预紧力与刚度,以降低凸轮与从动件之间的接触应力,减少凸轮从动件间的接触破坏。利用AVL EXCITE Timing Drive建立某发动机配气机构单阀系动力学模型,对不同转速下的模型进行动力学分析。在Design Explorer中进行拉丁超立方试验设计,再通过Nelder-Mead算法对得到的试验数组进行优化,得出最佳的接触应力、弹簧预紧力与刚度的组合。试验与优化过程中,通过设置接触损失角和气门落座速度两个约束条件对优化结果进行约束,以防止弹簧预紧力与刚度的变化对机构整体的影响。优化得到的弹簧预紧力与刚度使得不同转速下最大接触应力均有所降低,且未出现飞脱现象。     

车轮型面对轮轨黏滑特性影响

利用非Hertz滚动接触理论和数值程序CONTACT分析了LM,LMA,S1002和XP55四种车轮型面与我国CHN60钢轨匹配时的轮轨黏滑特性.数值结果表明:四种车轮型面与CHN60钢轨匹配时的轮轨接触斑黏滑特性明显不同,车轮型面对轮轨接触斑面积、黏滑区分布、轮轨摩擦功等有较大影响;LM型面与CHN60匹配时的蠕滑区面积和轮轨摩擦功较大,且接触斑更容易达到饱和状态;LMA型面与CHN60匹配时的黏滑特性较佳,其接触斑面积、黏着区面积较大;S1002型面与CHN60匹配时的黏滑特性较XP55型面要好.     

基于ANSYS/LS-DYNA的车轮椭圆化对轮轨滚动接触的影响

运用Proe、Hypermesh建立了二维轮轨接触有限元模型,通过动力分析有限元程序AN-SYS/LS-DYNA,采用隐式显式分析方法计算了车轮椭圆化情况下的轮轨滚动接触.仿真结果分析表明:当椭圆化车轮长轴与轨道接触时,轮轨垂向接触力最小,当椭圆化车轮短轴与轨道接触时,轮轨垂向接触力最大,这样将导致车轮的椭圆化加剧,进而轮轨垂向接触力也增大,周而复始,会造成对车轮和轨道的破坏.轮轨垂向接触力随着车轮椭圆化的加剧和车速的提高而增大,且椭圆化波深比速度的影响更为显著.行驶路程相同的情况下,椭圆化车轮的车轴垂向加速度比新轮的要大,而且随着车速的提高,车轴垂向加速度也随之增大.车速300 km/h时椭圆化车轮最大允许波深为1.25 mm,350 km/h时椭圆化车轮最大允许波深为1 mm,超过上述限度时,需对轮对进行镟修.     

移圈针扩圈片安装过程的应力场模拟

为了解决移圈针上扩圈片安装过程中出现的冲头崩裂和安装不牢固问题,采用有限元软件ABAQUS对不同倒角半径的冲头在扩圈片安装过程中的应力应变场,及扩圈片和其安装槽之间接触力的影响规律进行模拟和分析.结果表明,随着倒角半径的增大,冲头上所受的应力呈现整体下降的趋势,扩圈片与其安装槽的接触应力也在减小.经比较分析得知,最佳的倒角半径为0.11mm,此时,既能保证冲头拥有较长的使用寿命,又能保证扩圈片的安装牢固度.将模拟结果应用于移圈针的实际生产,单枚冲头的使用寿命与之前相比提高了5倍,且扩圈片的安装牢固率达到了100%.     

纤维增强聚合物圆柱体与刚性平面接触应力场的有限元分析

对纤维增强聚合物圆柱体与刚性平面线接触问题进行了有限元分析,研究了接触区内纤维的存在以及取向变化对基体和纤维上应力的影响。结果表明:纤维的存在使得纤维下方基体的应力降低,纤维上方基体应力增大;纤维上的最大应力以及纤维端面上的接触应力均与纤维轴向角成线性关系,且受切向角影响较小;纤维的弹性能随着纤维轴向角和切向角均线性变化,且受轴向角影响更大。