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嵌入式轨道三维滚动接触模型冲击特性研究
1
作者
时潇迪
李松
+3 位作者
韩健
何远鹏
肖新标
梁树林
《噪声与振动控制》
CSCD
北大核心
2024年第3期165-169,共5页
嵌入式轨道在城市轨道交通领域得到广泛运用,在高速铁路方面,国内外也有少量的相关报道和理论研究。嵌入式轨道对减缓轮轨冲击有显著效果,其中焊接接头是引起轮轨冲击的重要原因之一,对于时速400公里以及更高运行速度的列车,焊接接头冲...
嵌入式轨道在城市轨道交通领域得到广泛运用,在高速铁路方面,国内外也有少量的相关报道和理论研究。嵌入式轨道对减缓轮轨冲击有显著效果,其中焊接接头是引起轮轨冲击的重要原因之一,对于时速400公里以及更高运行速度的列车,焊接接头冲击激励引起的轮轨力变化十分显著,目前对于高速工况下嵌入式轨道的研究尚不充分。基于显式动力学有限元方法,采用三维高速轮轨瞬态滚动接触模型对轮轨冲击过程进行数值模拟,并探究时速400公里速度下的嵌入式轨道的冲击特性。得出以下结论:嵌入式轨道与扣件式轨道在受到不同波长冲击时均能够减小垂向轮轨力变化幅值,焊接接头波长越长,垂向轮轨冲击力越能快速趋于平缓;车轮在受到焊接接头长波冲击时,嵌入式轨道能明显降低纵向轮轨力。研究结果可为嵌入式轨道在高速铁路的运用提供参考。
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关键词
振动与波
三维滚动接触模型
轮轨冲击
嵌入式轨道
高速铁路
隐式-显式有限元法
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职称材料
速度400 km/h轮对初始旋转惯性对滚动接触有限元模型的影响
2
作者
徐凡
何远鹏
+2 位作者
冀怡名
圣小珍
肖新标
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第7期126-133,共8页
基于显式动力学有限元方法所建立的三维轮轨滚动接触模型是研究高速铁路轮轨相互作用的有效工具。该模型既考虑轮轨的真实几何形状(包括不平顺)和材料非线性,又详细考虑轮轨间的几何接触关系和轮轨系统的纵向动力学性能,得到广泛的应用...
基于显式动力学有限元方法所建立的三维轮轨滚动接触模型是研究高速铁路轮轨相互作用的有效工具。该模型既考虑轮轨的真实几何形状(包括不平顺)和材料非线性,又详细考虑轮轨间的几何接触关系和轮轨系统的纵向动力学性能,得到广泛的应用。在具体实现模型仿真时,采用隐式-显式相结合的办法。传统的做法是,隐式计算时不考虑车轮的旋转,只考虑重力作用下的静态位移场,然后将得到的静态结果作为显式计算的初始条件,同时对车轮施加前进速度和转动角速度以及转矩等条件,求解轮轨的相互作用。大量文献表明,用这种做法来启动显式动力学求解,会产生剧烈的初始瞬态响应,导致求解时间过长,甚至不收敛,尤其在速度高达400 km/h时。基于此,对上述模型进行了改进,在进行隐式计算时,首先考虑车轮的旋转,得到车轮在离心力作用下的位移,在此基础上再考虑车轮受重力作用与钢轨发生接触,得到接触斑、法向接触应力以及车轮的应力应变等,然后将更新后的结果作为显式计算的初始条件进行显式动力学求解。算例表明:改进后的模型可大大减小初始瞬态响应,减少有限元节点和网格数,从而加快计算的收敛过程,提高计算效率;轮轨力频谱存在无衰减频带,在该频带内轮轨力随着模型长度的增加几乎不衰减,传统方法难以通过增加求解区的方式得到稳态轮轨力。
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关键词
隐式-显式有限元法
三维滚动接触模型
轮轨相互作用
速度400
km/h
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职称材料
题名
嵌入式轨道三维滚动接触模型冲击特性研究
1
作者
时潇迪
李松
韩健
何远鹏
肖新标
梁树林
机构
西南交通大学牵引动力国家重点实验室
合肥市轨道交通集团有限公司
西南交通大学机械工程学院
出处
《噪声与振动控制》
CSCD
北大核心
2024年第3期165-169,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(52002340)。
文摘
嵌入式轨道在城市轨道交通领域得到广泛运用,在高速铁路方面,国内外也有少量的相关报道和理论研究。嵌入式轨道对减缓轮轨冲击有显著效果,其中焊接接头是引起轮轨冲击的重要原因之一,对于时速400公里以及更高运行速度的列车,焊接接头冲击激励引起的轮轨力变化十分显著,目前对于高速工况下嵌入式轨道的研究尚不充分。基于显式动力学有限元方法,采用三维高速轮轨瞬态滚动接触模型对轮轨冲击过程进行数值模拟,并探究时速400公里速度下的嵌入式轨道的冲击特性。得出以下结论:嵌入式轨道与扣件式轨道在受到不同波长冲击时均能够减小垂向轮轨力变化幅值,焊接接头波长越长,垂向轮轨冲击力越能快速趋于平缓;车轮在受到焊接接头长波冲击时,嵌入式轨道能明显降低纵向轮轨力。研究结果可为嵌入式轨道在高速铁路的运用提供参考。
关键词
振动与波
三维滚动接触模型
轮轨冲击
嵌入式轨道
高速铁路
隐式-显式有限元法
Keywords
vibration and wave
three-dimensional rolling contact model
wheel-rail impact
embedded track
highspeed track
implicit-explicit finite element method
分类号
U211.5 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
速度400 km/h轮对初始旋转惯性对滚动接触有限元模型的影响
2
作者
徐凡
何远鹏
冀怡名
圣小珍
肖新标
机构
西南交通大学牵引动力国家重点实验室
上海工程技术大学城市轨道交通学院
出处
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第7期126-133,共8页
基金
国家自然科学基金(U1834201,U1934203,52002340)。
文摘
基于显式动力学有限元方法所建立的三维轮轨滚动接触模型是研究高速铁路轮轨相互作用的有效工具。该模型既考虑轮轨的真实几何形状(包括不平顺)和材料非线性,又详细考虑轮轨间的几何接触关系和轮轨系统的纵向动力学性能,得到广泛的应用。在具体实现模型仿真时,采用隐式-显式相结合的办法。传统的做法是,隐式计算时不考虑车轮的旋转,只考虑重力作用下的静态位移场,然后将得到的静态结果作为显式计算的初始条件,同时对车轮施加前进速度和转动角速度以及转矩等条件,求解轮轨的相互作用。大量文献表明,用这种做法来启动显式动力学求解,会产生剧烈的初始瞬态响应,导致求解时间过长,甚至不收敛,尤其在速度高达400 km/h时。基于此,对上述模型进行了改进,在进行隐式计算时,首先考虑车轮的旋转,得到车轮在离心力作用下的位移,在此基础上再考虑车轮受重力作用与钢轨发生接触,得到接触斑、法向接触应力以及车轮的应力应变等,然后将更新后的结果作为显式计算的初始条件进行显式动力学求解。算例表明:改进后的模型可大大减小初始瞬态响应,减少有限元节点和网格数,从而加快计算的收敛过程,提高计算效率;轮轨力频谱存在无衰减频带,在该频带内轮轨力随着模型长度的增加几乎不衰减,传统方法难以通过增加求解区的方式得到稳态轮轨力。
关键词
隐式-显式有限元法
三维滚动接触模型
轮轨相互作用
速度400
km/h
Keywords
implicit-explicit finite element method
3D rolling contact model
wheel rail interaction
speed 400 km/h
分类号
U211.5 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
嵌入式轨道三维滚动接触模型冲击特性研究
时潇迪
李松
韩健
何远鹏
肖新标
梁树林
《噪声与振动控制》
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
速度400 km/h轮对初始旋转惯性对滚动接触有限元模型的影响
徐凡
何远鹏
冀怡名
圣小珍
肖新标
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
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职称材料
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