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车轨耦合振动中4种轮轨竖向接触模型的适用性比较分析 被引量:8
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作者 杨静静 张楠 夏禾 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期11-20,共10页
为进一步简化对竖向轮轨力的计算,在Hertz非线性接触模型的基础上,提出割线线性近似模型和切线线性近似模型,并推导出相应的轮轨竖向接触刚度及其引起的车轨系统附加刚度矩阵和附加轮轨力的表达式。以双块式无砟轨道为例,建立车轨系统... 为进一步简化对竖向轮轨力的计算,在Hertz非线性接触模型的基础上,提出割线线性近似模型和切线线性近似模型,并推导出相应的轮轨竖向接触刚度及其引起的车轨系统附加刚度矩阵和附加轮轨力的表达式。以双块式无砟轨道为例,建立车轨系统的整体动力方程,分别采用Hertz非线性接触模型、轮轨竖向密贴模型、割线线性近似模型和切线线性近似模型,计算和分析车轨系统动力响应、轮轨振动频谱及时间步长的适应条件。结果表明:无论是否考虑轨道不平顺,切线线性近似模型均可替代Hertz非线性接触模型;在分析车体竖向加速度时,4种轮轨竖向接触模型均可用;在分析竖向轮轨力、钢轨竖向位移及轮对竖向加速度时,可采用Hertz非线性接触模型、割线线性近似模型和切线线性近似模型;在分析轮轨接触点处钢轨竖向加速度时,可采用Hertz非线性接触模型和切线线性近似模型;轮轨竖向密贴模型因为假定轮对与钢轨在竖向上始终不分离,所以导致在高频段的计算结果有较大误差;对于轨道不平顺的各个波段,当时间步长低于1ms时,Hertz非线性模型、割线线性近似模型、切线线性近似模型的计算误差均在可以接受的范围内。 展开更多
关键词 车轨系统 耦合振动 竖向轮轨力 轮轨竖向接触模型 线性轮轨关系 频谱分析
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新型三轮大车机构轮轨动力学响应分析 被引量:2
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作者 张氢 陈淼 +2 位作者 孙峰 秦仙蓉 孙远韬 《中国工程机械学报》 北大核心 2017年第4期329-337,共9页
针对运输需求的日益提高,使得轨道式集装箱起重机大车行走机构与轨道间的动力作用进一步恶化,严重影响机构零部件及轨道的使用寿命等问题,提出一种新型轨道式三轮大车机构的设计方案.利用车架和连杆平衡机构代替原有平衡梁结构,以达到... 针对运输需求的日益提高,使得轨道式集装箱起重机大车行走机构与轨道间的动力作用进一步恶化,严重影响机构零部件及轨道的使用寿命等问题,提出一种新型轨道式三轮大车机构的设计方案.利用车架和连杆平衡机构代替原有平衡梁结构,以达到降低大车高度,得到良好的大车行走机构动力学性能的目的.为验证新型结构设计的合理性,基于拉格朗日动力学方法,建立并推导了新型大车行走机构的动力学方程,建立了轨道错牙接头、宽轨缝接头和焊缝接头的数学激励模型,研究其在3类轨道缺陷激励下的轮轨垂向作用力的响应.为验证轮轨耦合动力学模型的正确性和合理性,对其进行了虚拟样机仿真模型的建立和分析.研究表明,结构优化后的新型大车机构具有良好的轮轨动力学特性,有效降低了大车行走机构高度. 展开更多
关键词 轮轨垂向力 轮轨接触刚度 动力学模型 错牙接头
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轮轨垂向力识别的时域方法 被引量:1
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作者 孙善超 王卫东 刘金朝 《铁道建筑》 北大核心 2016年第2期121-127,共7页
基于虚拟样机技术建立CRH_2高速检测车的动力学仿真模型(正演模型),并利用试验数据进行了模型验证。利用动力学仿真模型计算得到轮轨垂向力及轴箱垂向加速度。结合车辆—轨道系统的特点,将车轮看作一个单自由度振动系统,建立单自由度轮... 基于虚拟样机技术建立CRH_2高速检测车的动力学仿真模型(正演模型),并利用试验数据进行了模型验证。利用动力学仿真模型计算得到轮轨垂向力及轴箱垂向加速度。结合车辆—轨道系统的特点,将车轮看作一个单自由度振动系统,建立单自由度轮轨垂向力识别模型。基于杜哈密积分,在时域内推导了在线轮轨力识别算法。将正演模型的轴箱加速度作为输入,利用单自由度轮轨垂向力识别模型对轮轨垂向力进行了识别。识别结果与正演模型的轮轨力进行比较,两者相关系数达到0.82。该识别模型基于轴箱加速度逐点运算,可以快速高效地对轮轨垂向作用力进行识别,并实时监测轮轨状态。基于车轮动力学理论,建立多自由度轮轨垂向力反演模型:首先建立了轮对的横向、沉浮、侧滚等轮对运动方程,然后对部分参数加以简化,最后基于车辆—轨道系统的运动特点,将轮对运动方程解耦成单自由度进行求解。利用该模型识别的轮轨垂向力与正演模型轮轨力的相关系数达到0.97。单自由度车轮模型较为简单,但识别精度稍低;多自由度轮对模型较为复杂,但识别精度较高。两种模型的识别结果均满足工程需求,可以根据不同的需求选用不同的模型。 展开更多
关键词 轮轨垂向力 载荷识别 时域模型 杜哈密积分
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滚动直线导轨热变形对接触刚度的影响 被引量:2
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作者 张耀满 郑伟 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1139-1143,共5页
以HSR15A滚动直线导轨为研究对象基于赫兹接触理论分析了滚动直线导轨在考虑预载和热变形情况下的弹性受力变形建立了滚动直线导轨结合面变形的几何关系从而推导出结合面热变形对接触刚度影响的理论模型.通过有限元软件仿真分析了滚动... 以HSR15A滚动直线导轨为研究对象基于赫兹接触理论分析了滚动直线导轨在考虑预载和热变形情况下的弹性受力变形建立了滚动直线导轨结合面变形的几何关系从而推导出结合面热变形对接触刚度影响的理论模型.通过有限元软件仿真分析了滚动直线导轨在不同垂直载荷下的温度分布以及热变形对滚动直线导轨刚度的影响规律.分析结果表明:随着垂直载荷的增大滚动直线导轨上滚道刚度逐渐增大下滚道刚度逐渐减小等效刚度也逐渐减小热变形可以使滚动直线导轨刚度减小且随着载荷的增加热变形对刚度的影响越来越显著. 展开更多
关键词 滚动直线导轨 接触刚度 热变形 理论模型 垂直载荷
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立式炉内转向辊传热过程数学模型
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作者 董斌 温治 +3 位作者 豆瑞锋 程淑明 冯霄红 李志 《冶金能源》 2011年第2期32-35,54,共5页
应用粗糙表面间接触换热数学模型,建立了带钢连续热处理立式炉内转向辊辊室传热过程数学模型,综合考虑了接触换热、对流换热、辐射换热等换热方式。对转向辊辊室传热的仿真分析表明:转向辊辊面温度变化层的厚度不超过10mm,同时在带钢连... 应用粗糙表面间接触换热数学模型,建立了带钢连续热处理立式炉内转向辊辊室传热过程数学模型,综合考虑了接触换热、对流换热、辐射换热等换热方式。对转向辊辊室传热的仿真分析表明:转向辊辊面温度变化层的厚度不超过10mm,同时在带钢连续热处理立式炉中,可以忽略转向辊传热对带钢温度的影响。 展开更多
关键词 立式炉 辊室 接触换热 数学模型
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考虑不同桩土接触模型的深水钻井导管承载能力数值分析 被引量:6
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作者 王宴滨 高德利 房军 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期76-82,共7页
采用合理的桩土接触模型对正确计算深水表层导管的承载力具有重要意义。建立了深水导管横向位移和竖向承载力的计算模型,并用ABAQUS有限元软件,考虑初始地应力的影响,通过编写相应本构模型的有限元程序,用接触力学法和接触面单元法模拟... 采用合理的桩土接触模型对正确计算深水表层导管的承载力具有重要意义。建立了深水导管横向位移和竖向承载力的计算模型,并用ABAQUS有限元软件,考虑初始地应力的影响,通过编写相应本构模型的有限元程序,用接触力学法和接触面单元法模拟了导管的横向位移,用库伦摩擦模型与Goodman接触单元模型模拟了导管的竖向承载力。结果表明:采用接触面单元法计算的导管横向位移大于接触力学法计算结果,采用(Goodman模型计算得到的导管竖向承载力大于库伦摩擦模型计算结果。同时,分析了导管顶部竖向力及弯矩对导管横向位移,以及导管尺寸对导管竖向承载力的影响规律,对深水钻井导管工程设计与控制具有参考价值。 展开更多
关键词 深水钻井 表层导管 桩土接触模型 横向位移 竖向承载力 数值分析
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基于胎-梁耦合的湿滑跨座式单轨梁面抗滑性能研究 被引量:1
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作者 赵阳 雷振国 陈柏坤 《都市快轨交通》 北大核心 2023年第4期48-53,共6页
为了确保跨座式单轨车辆在不同工况下的行车安全,针对跨座式单轨车辆在雨天、冰雪、潮湿环境下的运行状态进行研究。基于流-固耦合算法(CEL)和有限元方法构建耦合关联的轮胎-梁面模型,在此基础上研究不同积水深度、不同行车速度条件下,... 为了确保跨座式单轨车辆在不同工况下的行车安全,针对跨座式单轨车辆在雨天、冰雪、潮湿环境下的运行状态进行研究。基于流-固耦合算法(CEL)和有限元方法构建耦合关联的轮胎-梁面模型,在此基础上研究不同积水深度、不同行车速度条件下,轮轨垂向力和轮轨应力等参数的变化情况,解析水膜厚度与轮轨垂向力以及轮胎应力之间的关系。研究结果表明:接触参数数值变化受到梁面抗滑性能影响,这是引发行车安全问题的主要诱因。车辆轮胎接触垂向力随着梁面积水厚度的增加快速降低,从而引起车轮漂移、瞬间打滑现象。研究成果可为跨座式单轨制定行车安全的保障措施提供理论依据。 展开更多
关键词 跨座式单轨 抗滑模型 抗滑性能 轮轨垂向力 轮轨应力
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钢轨波磨指数与轨道短波不平顺关系研究 被引量:23
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作者 牛留斌 刘金朝 +1 位作者 孙善超 张二永 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期46-55,共10页
采用ABAQUS软件及轮轨真实形状尺寸参数,建立轮轨高频接触有限元模型;以我国某高速铁路钢轨波磨区段实测轨道短波不平顺作为有限元模型输入,在时域和频域上对比轴箱垂向加速度仿真结果与实测数据,验证模型的准确性;仿真计算钢轨波磨区... 采用ABAQUS软件及轮轨真实形状尺寸参数,建立轮轨高频接触有限元模型;以我国某高速铁路钢轨波磨区段实测轨道短波不平顺作为有限元模型输入,在时域和频域上对比轴箱垂向加速度仿真结果与实测数据,验证模型的准确性;仿真计算钢轨波磨区段不同幅值轨道短波不平顺工况下轮轨垂向力、轴箱垂向加速度分布特性,研究钢轨波磨指数与轨道短波不平顺幅值之间的关系。结果表明:在钢轨波磨区段,轮轨垂向力最大值与钢轨波磨指数最大值出现的位置对应良好,在轮轨不脱离接触的前提下,钢轨波磨指数与轨道短波不平顺具有较好的线性相关性;通过曲线拟合可知,在钢轨波磨波长为150 mm时,轨道短波不平顺幅值为0.10和0.12 mm时对应的钢轨波磨指数分别为5.12和6.68。 展开更多
关键词 钢轨波磨指数 轴箱垂向加速度 轮轨接触有限元模型 轨道短波不平顺
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高速铁路轮轨垂向力与轨道高低不平顺关联特性 被引量:6
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作者 牛留斌 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期50-60,共11页
采用ABAQUS商业软件建立三维轮轨接触有限元模型,以中国高速铁路线路和典型服役车辆参数作为模型仿真参数,分别将中国高速铁路无砟轨道高低不平顺谱和余弦型轨道高低不平顺作为模型输入,仿真分析轨道高低不平顺幅值、波长与轮轨垂向力... 采用ABAQUS商业软件建立三维轮轨接触有限元模型,以中国高速铁路线路和典型服役车辆参数作为模型仿真参数,分别将中国高速铁路无砟轨道高低不平顺谱和余弦型轨道高低不平顺作为模型输入,仿真分析轨道高低不平顺幅值、波长与轮轨垂向力响应之间在时频域上振幅、相位的关联特性,并拟合不同车速下附加轮轨垂向力与轨道高低不平顺特征参数之间的函数表达式。结果表明:附加轮轨垂向力的波动范围随轨道高低不平顺波长的增加而非线性减小;轨道不平顺及轮轨垂向力之间的延迟相位随激振频率的增加而增加,整体处于0.02π~0.10π之间;轨道高低不平顺波长大于30 m时,附加轮轨垂向力与轨道变化率呈近似线性关系,二者之间的比例系数在车速300和350 km·h^(-1)时分别为13.14和19.19。 展开更多
关键词 轨道管理 高速铁路 轮轨接触有限元模型 轮轨垂向力 轨道高低不平顺 轨道变化率
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