地铁车辆底架薄壁梁吸能结构耐撞性试验与仿真研究

来源 :铁道科学与工程学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lsy0718
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针对城轨列车的结构形式,以典型地铁头车车体司机室安装接口为设计约束,设计一种底架薄壁梁司机室结构。首先对城轨列车底架吸能结构进行设计,并基于模型设计,研制实际司机室结构样机,并通过冲击试验对吸能结构进行了耐撞性研究,结构撞击平台力为1450 kN,吸收能量为550 kJ。随后建立有限元模型,对吸能结构进行数值仿真,最终对有限元与试验研究结果进行分析,结构在撞击力、吸能量、变形模式、压缩位移、褶皱形状及位置基本一致。研究结果表明:试验和仿真的误差范围控制在10%以内,验证了该有限元模型拥有较高的精度,可通过
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针对复合地层中土压平衡盾构机掘进状态复杂多变而难以评估的问题,以珠海市三灶隧道工程为背景,基于盾构机掘进过程中的监测数据,运用证据理论和隶属度函数方法,对土压平衡盾构机在复合地层中的掘进状态进行研究。结合实际隧道工程案例,确定了盾构机掘进状态的8个影响因素,并将监测数据划分为4个等级,提出了基于证据理论的盾构掘进状态等级综合评价模型。在建立的模型中,证据理论有效地融合了现场的监测数据,使得评估结果更加可靠,该模型原理清晰,具有可操作性。评估结果显示,该模型能够有效地评估土压平衡盾构机在复合地层中的掘进状态
为研究兰新高铁大风区接触网正馈线的表面粗糙度对其舞动响应的影响,首先,以结构动力学理论为基础,将正馈线等效为一种弯曲的梁,建立正馈线力学模型并推导出舞动微分方程。其次,在有挡风墙环境下,计及正馈线表面粗糙度,利用Fluent软件对正馈线模型进行仿真,得到不同风速下的正馈线相关气动系数。最后,对正馈线进行受力分析,将相关流体参数代入舞动微分方程得出正馈线的舞动响应。研究结果表明:在大风状态下,相对于简化的光滑导线表面,考虑表面粗糙度时,正馈线水平、垂直舞动幅值会明显降低,气动系数进一步减小,并在正馈线导线尾
为检验主跨3×340m的挑臂式钢箱梁斜拉桥在施工阶段和运营期的抗风安全性,分别开展节段模型和全桥气弹模型风洞试验,模拟该桥在成桥状态和最不利施工阶段的风致响应。节段模型风洞试验结果表明:施工阶段和成桥状态下,该桥主梁的颤振临界风速均远大于颤振检验风速,未发生明显涡激共振。全桥气弹模型风洞试验证实在施工阶段和成桥运营阶段,实桥风速达到109.5 m/s时桥梁未发生颤振、扭转发散等静力失稳现象。增设抗风缆后,在各个试验风速下,均匀流场和紊流场中主梁竖向位移均方根最大减小幅度分别为84%和94%,扭转角均方根最
空调设备作为维持轨道车辆车内乘客舒适度的重要组成部分,其外形结构对列车的气动阻力会产生影响。合理的空调导流罩安装角度可以有效降低列车气动阻力。利用计算流体力学(ComputationalFluidDynamics,CFD)方法研究空调导流罩安装角度对160 km/h市域列车气动阻力的影响。研究结果表明:空调导流罩安装角度越小,整车气动阻力越小,相对于无导流罩(90°)工况,导流罩安装角度为15°时,整车减阻达10%。头车流线型气动阻力系数随导流罩角度变化不大,除尾车流线型部分外,其他车辆气动阻力系数随着导
鳊鱼洲长江大桥为铁路斜拉桥,其矩形钢箱梁主梁在常遇风速下会发生涡激振动。为了抑制其主梁涡激振动,通过一系列风洞试验,研究减小栏杆透风率、增设裙板、导流板及风嘴等气动措施对矩形钢箱梁主梁涡振性能的影响。试验结果表明:减小栏杆透风率、增设裙板、导流板不能有效提高矩形钢箱梁的涡振性能;三角形风嘴能够适当降低主梁的竖弯涡振,但对扭转涡振无明显作用。提出了一种带平台的三角形下行风嘴,可完全消除矩形钢箱梁的涡振现象,并通过1:25大尺度节段模型风洞试验验证了该措施的有效性。论文研究成果可为大跨度铁路斜拉桥钢箱梁的涡振
南宁地区富水圆砾地层中新建隧道下穿既有隧道的相关研究目前较为匮乏。依托南宁地铁3号线金湖广场~琅西站区间盾构下穿既有1号线地铁隧道工程,对下穿区间段的盾构掘进参数进行研究。研究结果表明:3号线下穿既有1号线施工过程中部分掘进参数控制良好,既有1号线沉降控制在5 mm内;适当提高泥水仓压力能够降低既有隧道沉降的增速,同步注浆量和同步注浆压力的不足则会引起既有隧道沉降值增大;下穿施工时,掘进速度应控制在10~15 mm/min并应适当停机调整盾构机姿态,泥水仓压力应控制在0.2~0.22 MPa,预压值Pa应
不同的列车运行速度会使轨道结构产生不同的响应,列车运行速度越快,产生的振动和空气动力响应越大,会加剧道砟颗粒的磨耗、粉化,甚至道砟飞溅,进一步影响道床的稳定性和列车运行的安全性。为了更好地了解列车运行速度对道床工作性能的影响,采用离散元法对道床进行模拟,通过道床纵横向阻力试验数据验证模型的可靠性,并在此基础上分析和研究动力荷载作用下道砟位移、颗粒振动加速度随列车速度、道床深度、道床不同横向位置的变化趋势,从微细观层面了解道砟颗粒在不同工况下的工作性能。研究结果表明:道砟加速度和道砟颗粒位移在不同轴重和行车
为提高轨道车辆耐撞性,提出一种轻量化镁合金鼓胀吸能结构。该结构在保证吸能性能的基础上,能极大地降低自重。首先设计镁合金鼓胀管吸能结构几何模型,并加工与之对应的实物样机。随后通过准静态压缩试验手段,开展结构力学特性研究。在压缩过程中,管结构逐步发生径向扩张塑性变形,变形模式稳定可控。在此基础上研究锥头锥角、锥头外径、吸能管壁厚等几何参数对鼓胀管吸能性能影响,研究结果表明:随着锥头锥角、外径以及管壁厚度的增大,结构的最大峰值力、平均力、吸能量及比吸能均增加。分别对比镁合金、铝合金、碳钢吸能管的特性,得出比吸能
为研究新型钢-UHPC组合正交异性桥面纵肋−横隔板接头疲劳性能,基于一座现场桥梁,建立精细化双尺度有限元模型,获得构造细节在轮载下的应力响应。分析其力学特性,并采用热点应力法评估其疲劳性能。研究结果表明:纵肋−横隔板接头应力状态复杂,构造细节处存在显著应力集中,为疲劳易损细节。焊缝末端细节以面外弯曲应力为主,包括扭转效应与泊松效应;横隔板侧细节由面内应力和面外应力组成。为进一步改善纵肋−横隔板接头疲劳性能,分析了UHPC刚度效应,并探讨切口尺寸的影响。通过将50 mm厚UHPC层与40 mm切口间隙相结合
岩土材料一般并不服从关联流动准则,考虑关联流动准则会显著提高岩土体材料的抗剪特性。基于极限分析上限定理、非线性Mohr-Coulomb破坏准则和非关联流动准则,构建浅埋水平条形锚板抗拔破坏机制,分别计算速度间断面上的内能耗散功率和外力功率,通过虚功率原理建立抗拔力的泛函表达式。采用变分原理得到土体破裂面方程及其正应力分布,结合边界条件得到锚板的极限抗拔力。通过与数值计算结果的对比分析,验证了本文方法的有效性与准确性。在此基础上,分析了非关联流动准则对锚板抗拔特性的影响规律,结果表明:考虑关联流动准则会提高