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耦合排障−吸能的高速列车排障器结构双尺度拓扑优化设计
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作者 郭砚昭 张乐乐 窦伟元 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1966-1978,共13页
排障器置于列车前端,先于车体冲击排开轨道上的障碍物。在列车速度或障碍物尺寸发生改变时,排障器结构在刚度和吸能特性上具有不同的设计要求。为了设计一种耦合排障−吸能的结构形式,提出一种整体大刚度(排障)、局部结构降低冲击力(削... 排障器置于列车前端,先于车体冲击排开轨道上的障碍物。在列车速度或障碍物尺寸发生改变时,排障器结构在刚度和吸能特性上具有不同的设计要求。为了设计一种耦合排障−吸能的结构形式,提出一种整体大刚度(排障)、局部结构降低冲击力(削峰吸能)的双尺度优化设计方法。该方法在以刚度为目标的整体结构初设计中确定变形区间,并在串行路线下完成以引导结构变形为目标的局部结构优化,最终形成新型排障器。研究结果表明:在基于标准EN 15227的静载荷工况下,新型排障器结构的质量降低了7%,同时,结构安全性提升;在冲击刚性墙仿真中,相较于原有排障器,新型排障器的峰值力降低了17.5%,且优化后的缓冲梁结构使排障器中部产生的弯折变形变为压缩变形,有效缓解了排障器后侧对车体结构的挤压现象。 展开更多
关键词 高速列车 排障器 等效静态载荷法 拓扑优化
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列车动荷载扰动对近接基坑稳定性影响分析 被引量:4
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作者 陈浩 杨双锁 +2 位作者 师雯琦 梁辉 陈海波 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2022年第5期168-174,共7页
通过FLAC3D有限差分软件模拟分析铁轨分别处于无列车动荷载、列车等效静荷载、列车动荷载影响3种情况下和列车行驶速度不同时,基坑地连墙支护结构的水平位移及基坑外地表沉降变化规律。将不同情况下的计算结果与实测结果进行对比分析。... 通过FLAC3D有限差分软件模拟分析铁轨分别处于无列车动荷载、列车等效静荷载、列车动荷载影响3种情况下和列车行驶速度不同时,基坑地连墙支护结构的水平位移及基坑外地表沉降变化规律。将不同情况下的计算结果与实测结果进行对比分析。计算结果表明:(1)列车运行产生的动荷载对基坑稳定性影响较大,采用叠加的连续正弦函数模拟的列车动荷载得到的地连墙水平位移变化规律与监测值基本一致,用叠加的连续正弦激振力函数模拟列车动荷载方法可行;(2)相比无列车动荷载影响或有列车静荷载影响时,列车动荷载作用下地表沉降最大值与地连墙水平位移最大值均增加较大,建议考虑列车运行产生的振动荷载对基坑稳定性的影响;(3)列车行驶速度增加使地表沉降和地连墙水平位移最大值均逐步增大,在进行基坑的稳定性分析时,按列车行驶最大速度产生的动荷载进行计算较为安全。 展开更多
关键词 列车静荷载 列车动荷载 近接基坑 地连墙 稳定性
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偏心与安装误差对封闭差动人字齿轮传动系统静力学均载特性的影响 被引量:12
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作者 朱增宝 朱如鹏 +1 位作者 鲍和云 靳广虎 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期19-25,共7页
基于集中参数理论,建立了采用中间浮动构件的封闭差动人字齿轮传动系统静力学模型.通过计算载荷不均匀系数,获得了齿轮偏心误差、安装误差与载荷不均匀系数间的关系曲线,进而分析了偏心与安装误差对传动系统均载特性的影响.结果表明:各... 基于集中参数理论,建立了采用中间浮动构件的封闭差动人字齿轮传动系统静力学模型.通过计算载荷不均匀系数,获得了齿轮偏心误差、安装误差与载荷不均匀系数间的关系曲线,进而分析了偏心与安装误差对传动系统均载特性的影响.结果表明:各行星轮/星轮偏心误差的初相角相同时,行星轮/星轮的偏心误差对系统两级载荷不均匀系数没有影响;与差动级行星轮不同,安装误差引起的封闭级各星轮载荷不均匀系数不随时间变化;差动级的载荷不均匀系数大于封闭级,且对误差较为敏感. 展开更多
关键词 封闭差动行星传动 误差 人字齿 静力学 均载
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公铁两用隧道动态响应并行计算分析 被引量:5
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作者 张伟伟 金先龙 +2 位作者 曹露芬 王建炜 王新 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期164-169,175,共7页
具有复杂结构和多种用途的隧道正受到广泛运用。为分析隧道结构在多种载荷下的响应特性,在LS-DYNA环境下,建立列车-隧道-土体的动力耦合三维有限元计算模型,采用基于负载均衡的并行计算技术,解决该大规模非线性有限元模型的求解难题。... 具有复杂结构和多种用途的隧道正受到广泛运用。为分析隧道结构在多种载荷下的响应特性,在LS-DYNA环境下,建立列车-隧道-土体的动力耦合三维有限元计算模型,采用基于负载均衡的并行计算技术,解决该大规模非线性有限元模型的求解难题。结果表明:运用动力松弛法加载静应力场可以取得较好的效果;加载静应力场时,隧道与土体接触计算更准确,且应力响应分布规律不同;列车及公路车辆载荷的影响远大于轨道不平度的影响,隧道衬砌在公路车道准静态载荷下的垂向位移约1.15 mm,在列车动载荷作用引起的垂向位移峰值约0.8 mm;基于接触负载均衡的并行计算方法提高约15%的计算效率,而对于CPU数量的选择,需要综合考虑模型的规模和空间拓扑结构。 展开更多
关键词 显式并行有限元 静应力场 车道载荷 列车动载 动力响应
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高速列车车体气动载荷疲劳强度分析 被引量:5
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作者 宋烨 邬平波 贾璐 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期533-538,共6页
根据高速列车在线路运行实际情况设置了四种气动载荷工况:明线会车,隧道通过,隧道会车和侧风。将得到的四种气动载荷工况的数值施加到高速列车车体有限元模型上,对其进行气动载荷的疲劳强度分析。计算分析结果表明,四种工况下的最大应... 根据高速列车在线路运行实际情况设置了四种气动载荷工况:明线会车,隧道通过,隧道会车和侧风。将得到的四种气动载荷工况的数值施加到高速列车车体有限元模型上,对其进行气动载荷的疲劳强度分析。计算分析结果表明,四种工况下的最大应力都小于车体材料的许用应力,最大位移变形均发生在车体底部。在疲劳强度分析中,不仅考虑了垂向、横向和气动载荷的组合,也考虑了纵向和气动载荷的组合。根据疲劳评定结果得知安全裕量最小为2.93MPa,安全系数最小为1.083;根据疲劳分析结果得知:车体结构在气动载荷作用下满足疲劳强度要求,车体承受较恶劣的工况是同时承受气动载荷和纵向载荷。 展开更多
关键词 高速列车 车体 气动载荷 静强度 疲劳强度分析
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列车荷载对隧道下穿路基沉降的影响 被引量:5
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作者 陈养强 郑明新 +1 位作者 张永伟 刘林 《河南科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2014年第4期59-63,8,共5页
以福建省九龙江北引水隧洞穿越鹰厦铁路、厦深高铁线路为研究对象,在路基加固前提下,采用换算土柱法转化的静荷载和类正弦形式列车荷载形式,采用软件FLAC3D分析了隧道单线贯通及双线贯通后的铁路路基变形情况。研究结果表明:类正弦形式... 以福建省九龙江北引水隧洞穿越鹰厦铁路、厦深高铁线路为研究对象,在路基加固前提下,采用换算土柱法转化的静荷载和类正弦形式列车荷载形式,采用软件FLAC3D分析了隧道单线贯通及双线贯通后的铁路路基变形情况。研究结果表明:类正弦形式列车荷载引起的路基沉降比换算土柱法转化的静荷载引起的路基沉降大0.4 mm,约5%;两种荷载引起的路基沉降槽形态均为"双峰"形态,峰值均出现在两隧道各自的中心线上;通过对比实测数据和两种工况的计算数据,得出静荷载计算结果与实测结果吻合较好。 展开更多
关键词 引水隧道 静荷载 类正弦荷载 路基沉降
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高速列车铝合金车体强度可靠性安全系数分析方法 被引量:6
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作者 赵智堂 卢耀辉 +2 位作者 张德文 冯振 曾京 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期340-348,共9页
针对铁道车辆结构设计标准中给定的安全系数存在经验性,从可靠性理论出发,分析可靠性安全系数评估方法,使安全系数选取趋于合理。以某型高速列车车体为研究对象,建立其有限元模型,参照EN12663-1车体设计标准确定静强度载荷工况。并考虑... 针对铁道车辆结构设计标准中给定的安全系数存在经验性,从可靠性理论出发,分析可靠性安全系数评估方法,使安全系数选取趋于合理。以某型高速列车车体为研究对象,建立其有限元模型,参照EN12663-1车体设计标准确定静强度载荷工况。并考虑高速会车情况下的气动载荷工况,施加边界条件对车体进行强度分析。同时结合车体铝合金材料性能绘制车体材料的不同可靠度的Goodman曲线,建立可靠度与安全系数的关系模型,对车体静强度和疲劳强度的可靠性安全系数进行了分析。结果表明:随着可靠度的提高,安全系数降低,车体满足不同可靠度下的静强度和疲劳强度要求。99.9%可靠度下静强度的最小安全系数为1.3,出现在整备状态下纵向受1 500 kN压缩载荷作用的工况下;考虑气动载荷影响,结构疲劳安全系数最小值为1.53,有一定的安全裕量,车体侧墙门角和窗角位置的安全系数较小。车体结构的应力和材料强度的分散性对安全系数有影响,为确保高速列车车体具有较高的可靠度,可以采取控制铝合金材料强度性能的分散程度、降低几何结构的应力集中和优化结构减小工作应力等措施来实现。 展开更多
关键词 高速列车车体 静强度 疲劳强度 可靠性安全系数 气动载荷
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健康人不同体位下承重状况的分析 被引量:2
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作者 苏彩霞 牙根侯 +6 位作者 伍琦 沈旭 王翔 丁慧 马中杰 王倩倩 王彤 《中国康复医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2012年第8期724-727,共4页
目的:观察健康人在不同体位下的承重大小,为指导骨关节疾患和瘫痪患者早期康复下肢负重提供依据。方法:选取健康成人31例,其中男13例,女18例。分别采用意大利产平衡功能检测仪的压力感受器,观察受检者在八种不同体位(分别为A、B、C、D、... 目的:观察健康人在不同体位下的承重大小,为指导骨关节疾患和瘫痪患者早期康复下肢负重提供依据。方法:选取健康成人31例,其中男13例,女18例。分别采用意大利产平衡功能检测仪的压力感受器,观察受检者在八种不同体位(分别为A、B、C、D、E、F、G、H)下的下肢最小和最大承重量;采用普通重量秤观察受检者从斜床0°—90°(每10°测量负重值)变化过程中和身体不同固定方式(无固定、胸、腰、膝及全固定)下的下肢负重量。结果:受检者在平衡仪上八种不同体位下所承受的人体重量最小和最大百分比分别为:A:100%—100%;B:62%—75%;C:13%—18%;D:18%—26%;E:24%—36%;F:74%—84%;G:29%—43%;H:21%—24%;受检者在斜床上从卧位到直立位(0°—90°)的变化中,每增加10°下肢承重量相应增加,增加的幅度在60°以后逐渐缩小;斜床在倾斜30°、60°、90°时,受检者在无固定状态下肢的承重量分别为身体重量的30%、72%、95%;受检者在斜床上几种不同的固定方式影响下肢的承重。结论:不同体位的下肢支撑会影响下肢的承重量;随着人体身体倾斜角度的逐渐增大,下肢承重量逐渐增加。 展开更多
关键词 静态平衡 负重量 平衡检测与训练仪 直立床
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基于声发射技术的无砟轨道混凝土开裂演化规律分析
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作者 曹瑞恒 肖杰灵 +3 位作者 陈醉 郭恒 杨荣山 刘学毅 《铁道标准设计》 北大核心 2022年第7期65-70,共6页
深入研究混凝土结构开裂行为及伤损演变规律,是进行高速铁路无砟轨道科学运维的基础。为研究无砟轨道混凝土开裂伤损演化规律,采用声发射监测技术,开展列车动荷载和准静态荷载作用下混凝土弯曲梁的损伤演化现场监测试验,通过比较累计振... 深入研究混凝土结构开裂行为及伤损演变规律,是进行高速铁路无砟轨道科学运维的基础。为研究无砟轨道混凝土开裂伤损演化规律,采用声发射监测技术,开展列车动荷载和准静态荷载作用下混凝土弯曲梁的损伤演化现场监测试验,通过比较累计振铃计数等声发射特征参数,对比研究动荷载及准静态荷载对混凝土裂缝演化规律的影响,并结合裂点空间坐标定位,进一步分析试件裂隙分布及演化规律。结果表明:无砟轨道混凝土裂缝发展过程表现出三阶段特性;列车动荷载作用下无砟轨道混凝土伤损发展明显快于准静态荷载作用下,动荷载有助于加快无砟轨道混凝土伤损的发展;由于准静态荷载作用下混凝土内裂缝得到充分释放,因此在进入伤损快速发展的第三阶段时,静载条件下累计振铃计数相较于动载增大67.1%;列车动荷载更容易引起无砟轨道伤损,在无砟轨道结构设计与检算时采用列车动荷载更符合实际工况。 展开更多
关键词 无砟轨道混凝土 声发射 伤损演化 列车动荷载 准静态荷载
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钢垫梁架空维护高铁线路期间提高列车限速的研究 被引量:3
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作者 郭宇良 孙军 +2 位作者 刘晓光 赵欣欣 杨全亮 《铁道建筑》 北大核心 2022年第4期86-89,共4页
针对我国铁路钢垫梁架空维护期间列车限速低(45 km/h)的问题,研究采用新型架空技术将限速提高。为了提高安装效率将钢垫梁原有6根横梁减少2根。通过静力仿真和静载试验,新型钢垫梁位移和应力均满足规范要求。通过多体动力学仿真分析,列... 针对我国铁路钢垫梁架空维护期间列车限速低(45 km/h)的问题,研究采用新型架空技术将限速提高。为了提高安装效率将钢垫梁原有6根横梁减少2根。通过静力仿真和静载试验,新型钢垫梁位移和应力均满足规范要求。通过多体动力学仿真分析,列车以80 km/h的速度通过时新型钢垫梁的位移、列车的动力学性能指标均满足规范要求;列车以120 km/h的速度通过时新型钢垫梁的位移和列车的脱轨系数、车体加速度、平稳性指标均满足规范要求,但轮重减载率超出限值。因此,建议高速铁路钢垫梁架空维护期间列车限速由45 km/h提高到80 km/h。 展开更多
关键词 高速铁路 架空技术 理论分析 钢垫梁 无砟轨道 静载试验 线路养护维修 列车限速
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