中国铁道科学杂志

中国铁道科学研究院2015年度科技成果简介

反压成型高聚物注浆材料膨胀特性及其固结体力学性能研究

关键词: 高聚物  注浆材料  膨胀特性  力学性能  无砟轨道  沉降  高速铁路  线路维修  

为深入研究用于高速铁路无砟轨道结构沉降修复的高聚物注浆抬升技术,模拟无砟轨道结构抬升时的重力反压作用,研究反压成型高聚物注浆材料的膨胀特性及其固结体的力学性能,并利用扫描电子显微镜分析固结体的泡孔结构。结果表明:在反压成型条件下,高聚物注浆材料在起发时间以前(0~10s)的膨胀力基本为零,在起发至表干时间(10~20s)其膨胀力迅速增大,...

锚索孔道压浆体的非稳态腐蚀性能研究

关键词: 边坡加固  锚索防蚀  压浆体  氯离子  非稳态扩散  等效扩散系数  压浆剂  

基于Fick定律,建立氯离子在压浆体保护层径向的扩散方程,推导锚索孔道压浆体中氯离子的等效扩散系数计算式,揭示氯离子等效扩散系数、锚索钢绞线的腐蚀时间与压浆体保护层厚度之间的数学关系;采用外加电场梯度进行加速腐蚀试验,并根据试验数据计算等效扩散系数的数值,比较不同配方压浆体的抗腐蚀性能。结果表明:在腐蚀诱导期,压浆体保护层中的氯...

重载铁路加强型钢轨接头研究

关键词: 钢轨接头  长夹板  加强板  结构设计  重载铁路  有限元分析  静载试验  

应用三维制图软件PTC Creo和有限元分析软件ANSYS Workbench研究和设计30t轴重重载铁路的加强型钢轨接头,并对加强型钢轨接头、全断面钢轨接头和非接头处钢轨(75kg·m-1钢轨)进行静载有限元仿真分析和室内试验。结果表明:全断面钢轨接头和加强型钢轨接头的钢轨挠度以及夹板挠度与荷载基本呈线性关系;全断面钢轨接头的钢轨挠度最大,为加强型钢轨接...

基于损伤累积和权重参数的重载铁路曲线内轨裂纹萌生特征及剥离掉块分析

关键词: 曲线内轨  裂纹萌生  剥离掉块  临界平面  损伤累积  轮对作用权重  重载铁路  

基于单轮对荷载作用下钢轨滚动接触疲劳裂纹萌生寿命的预测方法,结合疲劳损伤累积理论,提出基于疲劳损伤累积的钢轨裂纹萌生寿命预测方法,确定转向架前、后轮对累积荷载作用下重载铁路曲线内轨裂纹的萌生寿命及其特征;构造权重参数,用以表征前、后轮对在内轨裂纹萌生过程中各自的作用权重。采用SIMPACK仿真软件建立C70型货车、LM型车轮踏面、U75...

基于SAFE方法的钢轨梳状传感器激励特定模态导波研究

关键词: 钢轨  无损检测  导波  模态  半解析有限元  频散曲线  梳状传感器  

为实现在钢轨中激励特定模态的导波,采用半解析有限元(Semi-Analysis Finite Element,SAFE)方法建立钢轨的SAFE模型,推导沿钢轨传播导波的控制方程,计算导波在钢轨中传播的相速度和群速度;根据导波在钢轨中传播的相速度频散曲线确定梳状传感器的工作点,设计能够在钢轨中激励特定模态导波的梳状传感器。将设计的梳状传感器布置在5.5m长的60kg·m-1...

高速铁路温度场作用下桥上无缝道岔与桥梁相互作用研究

关键词: 桥上无缝道岔  连续梁桥  温度场  无砟轨道  高速铁路  

采用通用有限元软件MIDAS/CIVIL建立郑西客运专线渭南北站桥上单开和渡线无缝道岔—桥梁有限元模型,研究温度场作用下无缝道岔与桥梁的相互作用。结果表明:在温度荷载作用下,单开道岔和渡线道岔区钢轨的纵向位移远大于横向位移,最大横向位移约为1~2mm,最大纵向位移约为20~30mm,但均小于钢轨位移允许限值40mm;单开道岔和渡线无缝道岔区钢轨的最大...

基于正交试验的提梁机运行参数对其结构安全影响分析

关键词: 提梁机  结构安全  运行参数  正交试验  极差分析  数值模拟  

为明确在役提梁机的作业状态对其结构安全的影响,以MT900型提梁机为例,结合其作业过程选取走行轨道的支点高差、支点横向偏差、支点纵向偏差和起升荷载冲击系数4个运行参数作为研究提梁机结构安全的影响因素,以这些参数对主梁应力、支腿应力和主梁跨中挠度等的影响程度为试验目标,基于正交试验设计进行相关数值模拟试验,利用极差分析研究各运行...

高速铁路隧道基底混凝土结构的随机损伤模型

关键词: 高速铁路  隧道基底  混凝土结构  损伤变量  随机损伤本构模型  损伤疲劳寿命  

基于热力学原理与能量耗散原理,针对高速铁路隧道基底混凝土结构'拉—压—拉—压'反复受力特点,定义双标量损伤变量,引入硬化函数,建立混凝土受拉、受压条件下基于修正弹塑性亥姆霍兹自由能的随机损伤本构模型。在有效应力空间,根据塑性力学正交法则推导损伤变量的演化法则;在概率密度演化方程求解的基础上,建立'弹性预测—塑性修正—损伤修正'...

考虑基础刚度的新型高填方双层衬砌式明洞的动态力学特性

关键词: 高填方明洞  双层衬砌  动态力学特性  软岩基础  混凝土坝基础  

为解决高填方明洞整体式衬砌过厚导致的水化热裂缝问题,在渝利铁路重庆丰都高填方明洞工程中首次采用双层衬砌设计,通过现场实测及数值模拟2种方法分析该新型结构的动态力学特性。结果表明:在回填土达到明洞顶部前,即仅有侧向荷载时,明洞结构的内力增量很小,在回填高度超过明洞顶部后,明洞的内力则随回填高度的增加而线性增长;双层衬砌明洞的外...

移动荷载作用下半无限弹性空间中地铁隧道动力响应的频域—波数域比例边界有限元法分析

关键词: 隧道动力响应  移动荷载  半无限弹性空间  傅里叶积分逆变换  比例边界有限元法  

基于比例边界有限元法与傅里叶积分变换,分析移动荷载作用下半无限弹性空间中地铁隧道动力响应。考虑到移动荷载运动方向与地铁隧道轴线方向的一致性,将半无限弹性空间动力控制方程进行频域—波数域的傅里叶积分变换;在变换域内,隧道径向采用比例坐标系,环向采用有限元意义离散,在计算域内利用Galerkin法,建立频域—波数域内的比例边界有限元方...

兰州地铁湿陷性黄土深基坑在降低水位条件下的渗流稳定性分析

关键词: 地铁车站  深基坑  湿陷性黄土  桩撑支护  支撑轴力  桩体水平位移  实时监测  

以兰州某地铁湿陷性黄土深基坑工程为研究对象,对深基坑开挖施工过程中钻孔灌注桩的桩体水平位移、坑周地表沉降、支撑轴力和地下水位进行实时监测;采用Midas Gts软件建立车站端头井的三维渗流应力耦合模型,分析车站深基坑在降低水位条件下的渗流稳定性。结果表明:在水位降低条件下开挖深基坑,随着开挖深度的增加,桩体的水平位移增大,而且呈现桩...

两相两重四象限变流器的控制方法及实现

关键词: 四象限变流器  控制方法  双闭环控制  电流控制  坐标变换  载波移相  控制频率  电力牵引传动系统  

为实现对大功率、低开关频率变流器的控制,通过建立两相两重四象限变流器主电路的数学模型,分析变流器主电路的电气特性;在考虑线路电阻的基础上,采用电压外环和基于坐标变换电流内环的双闭环控制方法对变流器的调制电压进行控制;提出倍增控制频率的载波移相方法,可在不增加硬件设备的情况下降低牵引电网侧低次谐波的含量,并结合正弦波脉宽调制(...

基于列车运行图的高速铁路动态牵引负荷建模方法

关键词: 动态牵引负荷  动车组动态负荷  有功功率  无功功率  计算模型  功率因数  谐波耦合  诺顿等效模型  列车运行图  高速铁路  

在分析动车组运行中的受力、基本运行工况和牵引控制策略的基础上,考虑功率因数在动车组牵引、惰行和制动3种运行工况下的动态特性和谐波间交互影响,建立由动态有功功率计算模型、动态无功功率计算模型和谐波耦合诺顿等效计算模型组成的单列动车组动态负荷计算模型,再结合列车运行图、线路资料中可提供的信息,给出整条高速铁路的动态牵引负荷建...

基于ANSYS/FE-SAFE的高速动车组非动力车轴疲劳寿命分析

关键词: 高速动车组  车轴  载荷谱  疲劳寿命  有限元模型  动力学仿真  

以CRH380B型高速动车组的非动力车轴为研究对象,开展高速动车组非动力车轴的疲劳寿命预测分析。采用有限元分析软件ANSYS建立轮对有限元模型,进行车轴危险截面处的应力分析;采用动力学仿真软件SIMPACK建立高速动车组整车模型,分析车轴垂向和横向载荷随时间的变化情况;采用疲劳累计损伤理论,以车轴的应力和载荷谱为输入,基于疲劳寿命专用仿真软件...

时速250km等级动车组自主化车轮的耐磨性能试验研究

关键词: 高速动车组  车轮  耐磨性能  磨损  

对时速250km等级动车组自主化D1车轮进行耐磨性能试验,并与进口ER8车轮的耐磨性能进行对比。首先在实验室内采用Amsler磨损试验机对这2种车轮试样进行磨损试验,测量各试样的磨损失重量。然后将这2种车轮安装在同一动车组上,在太原南至永济北区间往返运行,通过计算车轮踏面廓形实测线与基准线滚动圆中心位置纵坐标的差值,衡量车轮实际的磨损量。...

一种用于模拟车辆冲击试验的铁路货车纵向连接模型

关键词: 铁路货车  纵向连接模型  冲击试验  模拟  缓冲器  心盘  车体  

考虑车辆及其零部件的纵向力传递细节,提出一种新的用于模拟车辆冲击试验的铁路货车纵向连接模型;其中,在钩缓组成子模型中考虑缓冲器各摩擦部件之间的几何和力学关系,在车体与转向架连接子模型中考虑上、下心盘之间的黏着、滑动和碰撞行为,还通过在车体结构虚拟体之间加入虚拟弹簧以模拟车体自身的结构变形。基于所建立的模型,采用MATLAB软件编...

基于改进的PESP模型编制高速铁路周期性列车运行图的研究

关键词: 列车运行图  周期性  编制  模型  区间运行时间  列车间隔时间  高速铁路  

针对利用周期事件规划问题(PESP)传统模型编制规模较大的高速铁路周期性列车运行图时易出现无解的情况,对PESP传统模型进行改进,将PESP传统模型中的固定列车区间运行时间约束变为可变区间运行时间约束,并将列车运行安全间隔时间约束分解为2个与列车的区间运行时间无关的约束,以扩大模型的解空间,实现对大规模高速铁路周期性列车运行图编制问题的...

树枝形货物作业点取送车作业方案的多目标优化模型及算法

关键词: 取送车作业  装卸线布置  货物作业点  多目标优化模型  模拟退火算法  

以调机取送作业总时间、总入线车辆小时和总走行车辆公里加权综合值最小为优化目标,以调机的牵引辆数和访问调移作业点先后顺序为约束条件,建立树枝形货物作业点取送车作业方案的多目标优化模型;采用自然数作为解的编码序列,任意构造1个满足调移优先关系的解作为初始解,将调机牵引辆数约束转化为惩罚函数,并与目标函数式累积起来作为解的评价函...

《中国铁道科学》征稿启事