1∶5滚动实验台轮轨力连续测量系统

轮轨作用力是评价铁道车辆安全性的主要指标.针对1∶5小比例滚动实验台,开发了轮轨力连续测量系统.首先使用有限元分析和应变实验,得到小比例轮对的最佳测点位置.根据测点的应变输出特性,提出小比例滚动台的轮轨力连续测量方案:轮轨横向力采用轮测法测量,再结合轴测法测量轮轨垂向力.在横向力测量中,一侧车轮采用简易余弦桥,另一侧车轮采用直流桥.研制了小比例测力轮对,静态试验结果说明简易余弦桥的测试精度较高.论文最后给出了1∶5滚动实验台轮轨力的测量结果.     

车轮多边形对车辆振动及轮轨力的影响

针对国内车轮多边形现象日益突出,应用ANSYS和SIMPACK软件建立考虑轮对柔性的车辆刚柔耦合系统动力学模型,研究车轮多边形对车辆振动及轮轨力的影响并提出不同阶次的车轮多边形限值.研究表明:轮轨垂向力波动随车轮多边形幅值的增大而增大,但不随多边形阶次的增加而线性增大;轮对弯曲振动频率会与轮对的侧滚与转臂的点头频率相耦合,如果由车轮多边形产生的振动频率在该频率范围内,将会产生共振;根据轮轨力上限值170kN提出300km/h速度下1~20阶车轮多边形波深限值,特别是11阶车轮多边形的波深不宜超过0.07mm.     

减轻独立轮轮对系统轮轨磨耗方法的探讨

采用独立轮轮对可以有效地降低车辆地板高度,目前在轻轨车辆系统中得到了重视与应用,但在通过半径很小的曲线时较大的轮轨磨耗又严重地影响了车轮和钢轨的使用寿命.通过模拟计算,本文提出了减轻独立轮对系统磨耗的几种方法,即适当的最小曲线半径、曲线通过速度、轨道润滑和车辆导向轮结构可以有效地降低独立轮对系统轮轨磨耗程度.     

基于有限元的机车轮轴过盈量设计

机车轮轴利用过盈装配来传递载荷,过盈量的大小影响组装应力。利用ANSYS软件建模,并对该结构进行非线性有限元分析,得到轮轴结构和热—结构应力场图。通过机车轮轴装配应力计算,给出了轮轴合理的过盈量.     

柔性轮对的轮轨接触参数分析

只考虑轮对弯曲振动下的结构柔性,建立了把车轴考虑成铁木辛科梁的柔性轮对简化模型,用格林函数求解其在稳态谐波力作用下的运动方程,从而求出车轮倾斜角位移.根据轮轨接触几何约束关系,用解析方法推导了柔性轮对与钢轨接触几何的约束方程组,对该约束方程组进行求解,得到轮轨接触几何参数,并与相应的刚性轮对轮轨接触参数进行了对比,讨论了轮对弯曲变形对轮轨接触点位置及其接触参数的影响.结果表明,当轮对横移量超过5mm时,轮对的结构柔性会导致轮轨接触参数发生明显变化;该简化模型可以有效地解决需要考虑轮对柔性的轮轨接触计算问题.     

高速列车轮轴载荷谱编制及疲劳强度分析

以中国标准动车组CRH-0208测力轮对为研究对象,在线路实测的基础上,采用Matlab仿真,综合速度信号与载荷时间历程等多个数据,统计各级载荷水平下车轮旋转作用频次,完成不同工况下轮对载荷谱的编制和分析.编制了车轴应力谱,根据修正后Miner法则对轮轴的强度进行评估.结果表明:动、拖车测力轮对轴测点的等效应力都未超过欧洲标准(EN)规定的疲劳极限,可以满足1 200万km的服役要求.     

基于应变监测的基坑钢筋混凝土支撑轴力修正方法

支撑轴力是验证基坑支撑体系安全与否的一项重要指标,对施工期的基坑安全判定具有重要的意义。现场的支撑轴力监测数据反映出明显脱离实际的现象,轴力监测数据常大幅超出实际安全设计值,难以作为施工期安全监测的有效指标。考虑非荷载因素对钢筋混凝土支撑应变数据的影响,选择CEB90模型为例,进行应变的修正,给出相应的计算理论和方法,并对实际的支撑监测数据进行轴力修正,对比修正前、后轴力变化。结果表明：非荷载因素对轴力监测有很大的影响,现场钢筋混凝土支撑轴力监测应该考虑非荷载因素进行修正。     

洛仑兹力的应力应变效应

阐述了非定常电磁场和机械场的作用下，洛仑兹力对非线性载流薄板薄壳应力应变状态的影响。导出在电磁场中洛仑兹力的具体表达形式，通过对环形薄板的电磁场和机械场联合作用下应力应变状态的计算，计算变化洛仑兹力的作用可以得到最佳的应力应变状态，本文可供在经电磁场中工作的载流元件，防护元件及设备的结构设计时参考。     

对于新型车轮力传感器的试验验证

以车轮力传感器（WFT）技术为核心的汽车道路试验,在车型开发和优化过程中的作用越来越重要.其中WFT产品在欧美等国已经趋于成熟,而在国内仅处于起步阶段.本文以国内新型车轮力传感器为研究对象,对WFT系统的结构和原理进行了分析和介绍.并在此基础上,将其与国外产品进行了同车对比试验,通过采集和处理不同路况的路面信息,从时域...     

基于电磁作用增加轮轨黏着力的仿真研究

针对列车牵引和制动时黏着力不足的问题,基于电磁作用原理提出一种安装在转向架上的新型电磁增黏装置。围绕高速旋转车轮,设置电磁线圈,建立电磁增黏装置基本结构模型,在车轮与钢轨之间形成电磁场,分析轮轨之间电磁作用力随列车速度的变化规律,以及电磁吸力对轮轨黏着力的影响。通过调整线圈高度和厚度比例及围绕车轮上下空间的布置,强化轮轨接触附近的磁场强度和磁力线分布,设计电磁增黏装置导磁外壳形式和气隙控制磁路的导向及作用范围,同时考虑车辆限界及安装条件,优化性能和结构参数。仿真结果表明,电磁增黏装置可以明显提高各个速度阶段轮轨之间垂向压力,增加轮轨黏着力;同时,通过调节两侧车轮压力,可提高列车运行平稳性。     

基于轮轨作用关系的钢轨养护研究

本文基于轮轨作用有限元示意图,利用ANSYS大型有限元分析软件计算轮轨接触应力,并得出钢轨的疲劳伤损和磨耗伤损的主要表现,并在此基础上提出了钢轨的几点养护方法和策略,以期待对我国铁路部门的钢轨保养提供有益的帮助.     

数据驱动的高速铁路轮轨作用力反演模型

轮轨作用力是列车对轨道状态的激励响应,是列车安全监控的重要信息指标,对保证列车的行车安全意义重大.现有的轮轨力采集设备存在容易磨损、使用周期短等问题,导致数据采集困难,使用成本高昂;而列车的振动信号数据则更容易采集,利用振动信号来反演轮轨力一直是相关研究的热点和重点.但常见的轮轨力反演方法大多基于模型驱动,识别精度低,...     

空间力对轴之矩的平面解法

文章将三视图法引入空间力系中，将空间力对轴之矩转化成平面力对点之矩计算，并结合一个例题介绍了空间力对轴之矩的这种平面解法．使较为抽象的空间力对轴之矩的计算更加直观、容易。     

基于超薄型3轴力传感器的电动压缩机传递力测量

汽车的电动压缩机在工作时，产生的机械振动通过发动机传递到车身从而产生车内噪声，噪声大小可以根据电动压缩机传递到发动机的传递力及其动力学特性进行推算。通常在电动压缩机与发动机连接处安装力传感器来测量传递力，然而，力传感器会干扰其他部件并使电动压缩机振动模式发生改变，从而在实际情况下可能无法实现传递力的测量。为此，基于石英晶体压电效应开发了新型超薄型3轴力传感器，实现了在接近实际情况下的电动压缩机传递力测量。     

基于瞬时铣削力的球头铣刀铣削力系数辨识

面向多轴铣削加工的铣削力预测,提出了基于瞬时铣削力的球头铣刀铣削力系数辨识方法.首先建立了铣削过程中刀具的瞬时坐标系来准确描述多轴加工中刀具的位置和位姿,在此基础上建立了球头铣刀任意位置和位姿的通用铣削力模型,即建立了铣刀刀刃微元的切削弧长,刀刃微元的切削宽度和瞬时未变形切削厚度的数学模型.然后根据铣削力模型推导了基于瞬时铣削力的铣削力系数辨识模型.最后通过铣削力系数辨识实验和铣削力仿真计算,验证了方法的正确性和可靠性.     

三节点变轴力平面梁柱单元的推导和验证

为了考虑平面框架结构中梁柱构件在变化轴向荷载作用下的P-△效应，采用三节点平面梁柱单元，选用三点插值的Herrnite多项式作为其形函数，根据最小势能原理推导了单元线性刚度矩阵和初应力刚度矩阵，并分别阐述了应用该单元求解结构屈曲荷载因子及迭代计算荷载一位移反应的方法。通过两个简单算例，验证该单元比常规的二节点常轴力梁柱单元更有效，精度更高。     

轴力的快速计算法研究

给出了一种根据外力的大小和方向快速绘制构件的轴力图,进而依据轴力图计算轴力、确定危险断面的方法。避免了用传统的“截面法”计算轴力时多次重复画受力图和列解平衡方程式的麻烦。通过算例说明该方法作图简单,结果准确,实用性强。     

基于STM32的多通道无线同步桨力采集系统的设计

本文设计了一种基于STM32的多通道无线桨力采集系统. 系统由4桨端节点和一数据采集盒组成,可同步采集8通道桨力. 桨端节点基于STM32F103C8T6设计,以200 Hz采样率采集桨拉力和扭力,并通过nRF24L01 +无线发送;数据采集盒基于STM32F103ZET6设计,将收到的桨力数据发送到上位机,上位机绘制桨力数据曲线. 测试结果表明,系统功耗低、同步性好、误码率低,这一方法可用于无线多通道工业数据采集系统,具有非常好的实用性.     

基于ANSYS的六轴力传感器的模态分析

运用Solid Works对支架进行三维建模,通过ANSYS Workbench软件对六轴力传感器结构进行模态分析,求解出传感器的模态参数,并得到传感器的固有频率和振型特征,找出了六轴力传感器的薄弱环节.结果表明,整个传感器不会出现共振现象,具有很好的动态特性.模态分析结果为传感器的进一步优化设计提供依据,对传感器在工程应用方面有一定的价值.