高速铁路钢轨焊接区不平顺的动力效应及其安全限值研究

应用车辆–轨道耦合动力学理论及其仿真分析软件TTISIM,研究了钢轨焊接区低塌不平顺对轮轨动力响应的影响特征,分析了高速行车条件下典型焊接区低塌不平顺波长和幅值对轮轨动力响应的影响规律,在此基础上,提出了高速铁路钢轨焊接区不平顺幅值的安全限值.分析结果表明:钢轨焊接区不平顺会导致明显的轮轨冲击效应,且该冲击作用由短波不平顺所控制;高速行车条件下,轮轨动力响应随着焊接区不平顺波长的增大而减小,随行车速度和不平顺幅值的增大而增大,其中,轮重减载率指标受不平顺波长和幅值的影响更为显著,为钢轨焊接区不平顺作用下行车安全性的首要控制指标;高速行车条件下,钢轨焊接区不平顺幅值的安全限值随行车速度的增大而减小,随不平顺波长的增大而增大,叠合形不平顺幅值的安全限值受短波不平顺(波长小于0.2 m)波长和幅值的影响较大;在200~250 km/h行车速度等级,1 m直尺测量矢度条件下,余弦形低塌不平顺幅值的安全限值为0.82 mm,叠合形低塌不平顺在1 m长波幅值为其作业验收限值0.3 mm时,其短波不平顺幅值的最大安全限值为0.2 mm,叠合形不平顺幅值总的安全限值最大为0.5 mm;在250~350 km/h行车速度等级,1 m直尺测量矢度条件下,余弦形低塌不平顺幅值的安全限值为0.62 mm,叠合形低塌不平顺在1 m长波幅值为其作业验收限值0.2 mm时,其短波不平顺幅值的最大安全限值为0.14 mm,钢轨焊接区叠合形低塌不平顺幅值总的安全限值最大为0.34 mm.研究结果可为高速铁路钢轨顶面焊接区不平顺的养护维修管理提供理论参考.     

冲击荷载作用下CRTSⅢ型板式轨道-路基系统动力特性研究

应用ABAQUS有限元软件建立CRTSⅢ型板式轨道-路基动力分析模型,计算了在落轴冲击荷载作用下CRTSⅢ型板式轨道-路基系统的动力响应,并将仿真计算结果与试验结果进行了对比,验证了模型的可靠性.在此基础上,研究了扣件刚度、路基基床弹性模量、自密实混凝土弹性模量以及长期服役状态下混凝土弹性模量的降低对轨道-路基系统动力特性的影响规律.结果表明:扣件刚度对各部件振动加速度影响较大,路基基床弹性模量对其影响较小;轨道结构在服役过程中混凝土弹性模量的降低会引起轨道板加速度有较大的增幅,应引起重视.     

高速铁路无砟轨道不平顺谱

研究提出了我国高速铁路无砟轨道不平顺谱的计算方法、轨道不平顺谱拟合公式及轨道不平顺谱图.为提高轨道不平顺谱的计算精度,研究提出了基于线性插值和小波分析方法的轨道不平顺检测数据异常值和趋势向剔除算法.同时通过不同窗函数长度、不同窗函数和不同谱估计方法的轨道不平顺谱计算对比分析,确定了轨道不平顺谱的计算方法.利用高速综合检测列车检测数据计算确定了高速铁路无砟轨道不平顺谱及其拟合公式,并引入倍频能量表反映高速铁路无砟轨道周期结构的影响.由轨道不平顺谱拟合公式与倍频能量表共同构成的高速铁路无砟轨道不平顺谱,为高速铁路设计、评估和养护维修等提供了依据.     

高速铁路简支梁徐变上拱引起的高低不平顺变化规律及其对行车动力性能的影响

由于桥梁徐变上拱,我国高速铁路连续多等跨简支梁出现了周期性高低不平顺问题.本文通过对简支梁徐变上拱成因及其引起的轨面高低不平顺变化规律分析,发现在开通运营后的前两年桥上高低不平顺幅值年均变化量较大,后期逐渐缩小;通过列车桥梁相互作用动力分析,得出高速列车在允许运营速度及其以下通过桥梁时,桥梁徐变上拱引起的周期性高低不平顺产生的列车动力响应均在安全标准范围以内.通过对沪宁高铁多跨简支梁桥轨面高低不平顺整治的效果来看,本文提出的桥上周期性高低不平顺整治措施能够可靠、有效地降低高低不平顺幅值,提高轨道平顺性,进一步保证旅客的舒适性.     

高速铁路无砟轨道疲劳检算轮载的动力学分析

应用列车-线路耦合动力学理论及仿真软件,分析了高速运营线路轮轨系统动力学响应并与实测结果进行了验证.在此基础上,采用我国典型高速车辆及无砟轨道结构,系统分析了高速铁路无砟轨道不平顺谱对轮轨动作用力大小及统计特性的影响规律.结果表明,列车-线路耦合动力学方法可以比较准确地模拟高速行车条件下轮轨动力相互作用,取百分位数75的无砟轨道谱作为激励输入可用于评估轮轨系统动力相互作用及高速行车安全性和舒适性,高速铁路无砟轨道结构的疲劳检算取为静轮重的1.5倍是合理的.     

高速铁路桥墩沉降与钢轨变形的映射关系(Ⅰ):单元板式无砟轨道系统

在分析钢轨随桥墩沉降变形机制的基础上,从理论上推导了桥上铺设单元板式无砟轨道条件下桥墩沉降和钢轨变形间的映射关系,给出了钢轨随桥墩沉降发生变形的解析表达式,与相应有限元模型的计算结果进行了对比,并分析了不同沉降量条件下的钢轨变形区域长度.研究结果显示解析模型和有限元模型得出的钢轨变形曲线十分吻合,表明两种模型均可用于求解单元板式轨道条件下桥墩沉降和钢轨变形的映射关系;常用跨度桥梁结构的桥墩沉降会对高速行驶的列车产生低频激励,该激振频率与车体的垂向自振频率相近,将对车体振动产生较大影响.     

高速铁路桥墩沉降与钢轨变形的映射关系(Ⅱ):纵连板式无砟轨道系统

分析了桥上铺设纵连板式轨道条件下钢轨随桥墩沉降产生变形的机理,并与单元板式轨道条件下的钢轨变形机理进行了对比,在此基础上,推导了纵连板式无砟轨道条件下桥墩沉降和钢轨变形间映射关系的解析表达式,计算了钢轨随桥墩沉降的变形曲线,与此同时采用有限元方法从桥梁结构受力与变形的角度分析了桥墩沉降引起的钢轨变形曲线,并与解析计算结果进行了对比,最后对纵连板式轨道和单元板式轨道条件下钢轨随桥墩沉降的变形曲线进行了对比分析.研究结果表明解析模型和有限元模型均可用于求解纵连板式轨道条件下桥墩沉降和钢轨变形的映射关系;相比于单元板式轨道,纵连板式轨道条件下的钢轨变形更缓和,列车高速通过其沉降区域时产生的激振频率也更低.     

双月旁转向周期轨道的解集域分析

双月旁转向周期轨道是限制性三体问题框架下的一类大尺度周期轨道.首先,分析了双月旁转向周期轨道的形成机理,采用了圆锥曲线拼接法进行轨道的初步设计;其次,深入剖析了双月旁转向周期轨道的解集域空间,并结合数值仿真,绘制了解集域内轨道参数的分布图;最后,比较了不同地心拱线旋转角速度下的轨道参数,并给出了两条典型轨道在各种坐标系下的轨道图形.结果表明：采用圆锥曲线拼接法进行双月旁转向周期轨道的解集分析是可行的,计算数据和结论能够为进一步轨道设计提供参考.     

火星探测轨道的数值分析

对2009年10月发射嫦娥02星进行环火星探测的过渡轨道进行初步搜索分析.提出发射时机和运载火箭选型的意见,并从轨道机动的角度提出对探测器设计的基本要求.     

微重力环境下的不对称内角流动研究

研究了用解析计算方法分析液体在线段和圆弧构成的不对称内角的流动.提出了等效内角的概念,把复杂的不对称内角模型转化为对称内角模型,并建立内角流动控制方程,对内角流动过程进行了计算.通过利用该方法,对带有外侧导流板的板式表面张力贮箱内的内角流动过程进行了分析.本文的工作将对板式表面张力贮箱的设计提供有益的参考.     

地震荷载下露天矿边坡动力稳定性模拟分析

以某风积土边坡为研究对象,通过对模型进行简化,研究了静荷载和动荷载荷载作用引起风积土的边坡静力安全系数、边坡动力安全系数、屈服地震系数以及破坏类型和动力稳定性判别,探讨了该边坡在地震荷载作用下产生的动力稳定性问题.研究结果表明,地震荷载作用下此类边坡会因风积土液化而产生流滑破坏.应用 ADINA软件对此边坡在地震荷载作用情况下进行了模拟,获得了动荷载作用前后的位移与应力变化关系和此边坡的动力动力安全系数.据此判别出该边坡在 EICentro波动荷载作用下会因风积土液化而产生流滑破坏.该研究结果对风积土边坡的动力稳定研究具有重要的参考价值     

岩质矿山边坡稳定性动态分析及研究

结合边坡岩体的变形监测信息,提出了矿山边坡稳定性动态分析技术。基于监测位移与计算位移之差最小为准则,根据矿山实际开采情况,建立对应于当前开采状况的数值分析模型,并进行等效边坡岩体参数的模式识别。     

路基上双块式无碴轨道道床板疲劳特性影响因素分析

以路基上双块式无碴轨道为研究对象,建立钢筋与混凝土纵向相互作用力学模型、双块式无碴轨道三维有限元静力学模型、列车-双块式无碴轨道垂向耦合动力学模型.根据轴向温度荷载、混凝土收缩荷载、温度梯度荷载及列车荷载作用下道床板混凝土及钢筋应力时程曲线,运用雨流计数法,得到耦合荷载作用下的应力谱.利用Miner线性疲劳累积损伤准则...     

基于动态技术差异的国际分工理论及对中国的国际分工地位的启示

技术可以通过改变产出从而影响一国的国际分工地位。基于动态技术差异的国际分工理论是运用经济学中的动态分析方法，强调了技术这一生产要素导致国际分工的一系列理论。本文通过对这些相关理论和模型的综述，突出了由于技术在时间和过程变动中体现出的差异给各国带来国际分工地位的不同，进而阐述了动态技术差异给我国的国际分工地位所带来的启示。     

列车振动荷载作用下黄土动力特性分析

利用GDS动三轴仪,根据列车振动荷载"长持时,小振幅"的特点探究黄土动力特性。试验结果表明:在动应力过程中,动孔压波动变化且单调增长;土的动应变随着振次的增加而明显变大,且动应变相对动应力作用滞后,说明黄土的滞后性;试样的原有强度逐渐减小,最后剩余强度大幅度丧失。试样在3700次左右发生破坏。由此可见,在列车循环荷载作用下的黄土路基容易产生较大沉降,需合理预测和控制黄土在振动作用下的沉降。     

提升脚手架自动控制系统动态特性分析及仿真

本文以提升脚手架系统中钢丝绳提升速度不一致导致张力不平衡为研究依据,提出对各钢丝绳的提升速度进行控制,以达到对其张力及时稳定的调整。考虑提升过程中钢丝绳的刚度变化,构建提升的自动控制力学模型,并应用MATLAB软件对受力过程进行仿真。该研究结果可为提升控制系统的进一步开发提供依据。     

河底公路隧道地震响应分析

本文结合实际工程,利用ANSYS软件建立三维有限元模型,采用地震时程分析方法对软弱地基下的河底公路隧道抗震性能进行了研究分析,为该类型隧道的设计提供参考依据。     

新疆阿尔泰克朗盆地热液成矿时代的裂变径迹分析

应用裂变径迹技术研究成矿作用是一种新尝试。新疆克朗盆地各个矿区成矿流体包裹体均一温度变化于105~294℃,与锆石和磷灰石裂变径迹封闭温度基本一致,所以,裂变径迹方法用于可以应用于成矿作用研究。本文获得不同矿区6个锆石和17个磷灰石裂变径迹分析结果,其中锆石年龄为134 Ma~312 Ma,分属312 Ma,247Ma和158~134 Ma三个年龄组,是3个成矿期的体现;磷灰石年龄为30~130 Ma,是区内成矿作用结束后的热事件时代。因此,成矿作用不仅发生于海西期和印支期,而且发生于燕山期甚至喜山期。