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扣件刚度非线性对波磨区轮轨瞬态滚动接触行为的影响
1
作者 徐井芒 梁新缘 +2 位作者 王凯 赵思琪 王平 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期247-255,共9页
WJ-8型扣件橡胶垫板刚度在长期服役过程中表现出非线性特征,静刚度随荷载增加而降低,为提高三维瞬态滚动接触有限元模型计算精确性,本文以LMA踏面车轮及CHN60型钢轨为基础,基于显式积分算法,将以往研究中线弹性扣件转化为非线性扣件,建... WJ-8型扣件橡胶垫板刚度在长期服役过程中表现出非线性特征,静刚度随荷载增加而降低,为提高三维瞬态滚动接触有限元模型计算精确性,本文以LMA踏面车轮及CHN60型钢轨为基础,基于显式积分算法,将以往研究中线弹性扣件转化为非线性扣件,建立考虑扣件刚度非线性特征的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,研究刚度非线性对车轮与钢轨波磨间高频动态响应及瞬态接触行为的影响,并重点分析了波磨工况下时频域内轮轨接触力、轴箱加速度的变化信息.结果表明:扣件非线性对轮轨接触力变化影响明显,主要表现为车轮行驶至扣件前端时强振动导致橡胶垫板表现为柔软特性使轮轨接触力减小,车轮行驶至扣件上方时在轴重作用下振动减弱表现为刚硬特性使轮轨接触力增大,轮轨力变化差异最大达到13.1%. 展开更多
关键词 刚度非线性 瞬态滚动接触 波磨 显式有限元法
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城轨14号道岔轨道刚度规律及低动力设计
2
作者 李智恒 周华龙 +1 位作者 徐井芒 周昌盛 《铁道建筑》 北大核心 2024年第3期41-46,共6页
为研究侧向过岔速度更高的国产14号无砟道岔轨道刚度分布规律,基于有限元理论,建立城轨14号道岔轨道刚度计算模型,模型中充分考虑轨下胶垫、板下胶垫、钢轨类型、滑床台等部件的影响,重点分析了14号道岔整体刚度纵向分布的变化规律,并... 为研究侧向过岔速度更高的国产14号无砟道岔轨道刚度分布规律,基于有限元理论,建立城轨14号道岔轨道刚度计算模型,模型中充分考虑轨下胶垫、板下胶垫、钢轨类型、滑床台等部件的影响,重点分析了14号道岔整体刚度纵向分布的变化规律,并针对轨道刚度分布不均匀进行了低动力设计。结果表明:城轨14号单开道岔轨道竖向刚度沿线路纵向不均匀分布,其中连接部分刚度最小,转辙器部分刚度最大值为连接部分的1.5倍,辙叉部分刚度最大值为连接部分的2.0倍;通过低动力设计,钢轨整体刚度纵向变化率最大值从207.4%降至121.6%,钢轨挠度变化率全部降至0.3 mm/m以内,能够满足城轨14号道岔的运输组织要求。 展开更多
关键词 地铁 轨道刚度 数值计算 道岔 低动力设计
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钢轨中超声导波模式激励方法研究 被引量：1
3
作者 胡辰阳 陈嵘 +3 位作者 江文强 徐井芒 李浩然 王平 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期93-99,共7页
超声导波具有传播距离长、探测范围大的优点,可应用于铁路快速、远距离的检测。较为单一导波模式的激发和传播有利于信号处理和损伤识别。本文基于正交模式展开方法对钢轨中较单一波模式的激励方法开展研究,给出考虑切向激励的横截面振... 超声导波具有传播距离长、探测范围大的优点,可应用于铁路快速、远距离的检测。较为单一导波模式的激发和传播有利于信号处理和损伤识别。本文基于正交模式展开方法对钢轨中较单一波模式的激励方法开展研究,给出考虑切向激励的横截面振幅因子经验公式,分析不同位置激励时钢轨中不同导波模式的振幅因子;通过有限元仿真对激励方法进行验证,使用上述激励方法对轨头和轨底缺陷进行检测,结果表明该激励方法激励的波模式较为单一,可明显识别伤损回波信号。该方法可用于开发适用于损伤识别的单一波模式激励策略,显示无损检测和结构健康监测应用的潜力。 展开更多
关键词 钢轨 超声导波 正交模式展开法 激励方法
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板间离缝对高速道岔转辙器区轨道动力响应的影响
4
作者 王平 李抒效 +2 位作者 闫正 徐井芒 李智恒 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期4946-4955,共10页
为准确研究道岔板结构形式和车辆进岔姿态对板间离缝引起的轨道结构动力响应的影响,针对我国高速铁路18号单开道岔,基于车辆-轨道耦合动力学理论,考虑道岔区多钢轨与道岔板的柔性变形,建立含砂浆层离缝的车辆-板式无砟道岔刚柔耦合动力... 为准确研究道岔板结构形式和车辆进岔姿态对板间离缝引起的轨道结构动力响应的影响,针对我国高速铁路18号单开道岔,基于车辆-轨道耦合动力学理论,考虑道岔区多钢轨与道岔板的柔性变形,建立含砂浆层离缝的车辆-板式无砟道岔刚柔耦合动力学模型,分析板间离缝对钢轨与道岔板垂向位移与加速度的影响,对高速道岔无砟轨道养护维修提供指导建议。研究结果表明:板端离缝是对轨道结构受力变形最不利的离缝型式;当板端砂浆离缝高度为0~1.00 mm时,钢轨和道岔板垂向位移以及道岔板垂向加速度随离缝高度的增加而增大,且在离缝高度从0 mm增加到0.50 mm时有较大的突变,故在实际工程中应尽量避免离缝高度超过0.50 mm,当板端砂浆离缝高度大于1.00 mm时,道岔板处于脱空状态;对于板端砂浆层离缝,随着行车速度的提高,钢轨和道岔板的垂向位移逐渐减小,道岔板垂向加速度逐渐增大。 展开更多
关键词 高速道岔 板间离缝 车辆-道岔刚柔耦合模型 动态力学特性
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客货共线铁路简支梁上无砟轨道无缝道岔纵向受力分析
5
作者 杨文茂 林红松 +2 位作者 徐井芒 徐浩 赵思琪 《高速铁路技术》 2023年第2期13-18,47,共7页
孟加拉国帕德玛大桥铁路连接线为设计轴重25 t的客货共线铁路,桥上采用无砟轨道及跨区间无缝线路。基拉里甘杰站咽喉区位于简支梁桥上,此运营条件下的简支梁上无缝道岔群在国内外较为罕见。为保证结构安全,通过建立“岔梁墩一体化”计... 孟加拉国帕德玛大桥铁路连接线为设计轴重25 t的客货共线铁路,桥上采用无砟轨道及跨区间无缝线路。基拉里甘杰站咽喉区位于简支梁桥上,此运营条件下的简支梁上无缝道岔群在国内外较为罕见。为保证结构安全,通过建立“岔梁墩一体化”计算模型,对伸缩、挠曲、断轨、制动工况下的道岔强度和纵向稳定性进行了分析,结果表明:(1)基拉里甘杰站钢轨纵向力最大值出现在正线(即“股道-2”)上,铺轨及运营过程中应重点关注正线的无缝线路服役状态;(2)钢轨纵向应力、钢轨断缝值、尖轨尖端位移、心轨位移、转辙器处基本轨位移、间隔铁纵向力等指标均满足规范要求,设计方案合理;(3)本文所采用的无缝道岔检算方法,既论证了25 t轴重条件下简支梁上铺设无缝道岔的可行性,同时也对中国标准“走出去”指导海外铁路跨区间无缝线路设计有一定的指导意义。 展开更多
关键词 简支梁 无缝道岔 岔桥墩一体化模型 纵向力 位移
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车轮磨耗对高速车辆侧向过岔动力学性能的影响 被引量：1
6
作者 刘冀 徐井芒 +2 位作者 王平 闫正 陈嘉胤 《铁道标准设计》 北大核心 2023年第6期37-45,共9页
高速列车在长期运营过程中,车轮将发生随里程增加而不断增大的磨耗,为探究车轮磨耗对车辆侧向通过道岔时的动力学性能的影响,建立高速车辆-道岔耦合动力学模型,在综合考虑不同磨耗程度的车轮对转辙器区钢轨接触几何影响的基础上,研究具... 高速列车在长期运营过程中,车轮将发生随里程增加而不断增大的磨耗,为探究车轮磨耗对车辆侧向通过道岔时的动力学性能的影响,建立高速车辆-道岔耦合动力学模型,在综合考虑不同磨耗程度的车轮对转辙器区钢轨接触几何影响的基础上,研究具有不同磨耗程度车轮的高速车辆侧向通过道岔时对高速车辆动力学性能的影响。研究表明:随着车轮磨耗程度增加,高速车辆侧向过岔时的轮对运动姿态和车辆动力学性能发生较大变化,车轮运营里程达到20万km后,轮轨横向力较标准车轮型面减小了42%,车体横向振动加速度较标准车轮型面减小了16%,脱轨系数较标准车轮型面减小了38%;车轮发生磨耗后,车辆系统的动力学性能、行车安全性和舒适性均有一定程度改善。 展开更多
关键词 车轮磨耗 高速车辆 侧向过岔 轮轨接触几何 动力学性能
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嵌入式轨道超弹性力学属性对轮轨动态作用的影响研究
7
作者 何傲男 王凯 +3 位作者 徐井芒 郝超江 廖涛 王平 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期48-57,共10页
嵌入式轨道结构内的聚氨酯填充材料具有非常明显的超弹性力学特性,对轨道系统的力学行为及振动噪声有较大影响。为研究填充材料超弹性特性对嵌入式轨道轮轨系统动力特性的影响,以焊接接头不平顺为例,建立了考虑填充材料超弹性本构的嵌... 嵌入式轨道结构内的聚氨酯填充材料具有非常明显的超弹性力学特性,对轨道系统的力学行为及振动噪声有较大影响。为研究填充材料超弹性特性对嵌入式轨道轮轨系统动力特性的影响,以焊接接头不平顺为例,建立了考虑填充材料超弹性本构的嵌入式轨道三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,分析了焊接接头不平顺对嵌入式轨道轮轨瞬态滚动接触力学行为的影响。结果表明:考虑填充材料超弹性本构的嵌入式轨道模型可以很好的模拟高分子材料受到外力冲击时的能量转换及减振过程。焊接接头不平顺中的短波不平顺波长和波深对轮轨冲击响应的影响十分显著。轮轨冲击载荷随车速的增加而增大,所对应的轮轨动态响应主频频段也会明显上移。钢轨表面接触应力极值出现的位置与焊缝几何形状关系很大,接触斑面积和接触应力的峰值基本出现在焊缝的低塌处。聚氨酯填充材料在对于较低频率(400 Hz以下)的振动的抑制作用不明显,对500~2000 Hz的高频振动具有良好的抑制作用,嵌入式轨道的减振特性表现出一定的频率相关性。 展开更多
关键词 嵌入式轨道 焊接不平顺 轮轨接触 动力响应 超弹性材料
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钢轨波磨对高速车辆-道岔系统动力性能的影响
8
作者 李智恒 闫正 +2 位作者 李抒效 徐井芒 王平 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期4596-4609,共14页
为研究钢轨波磨对高速车辆-道岔系统动力学性能的影响,建立高速车辆-道岔刚柔耦合动力学模型,考虑道岔区多钢轨的柔性变形,通过数值模拟来描述钢轨表面波磨;考虑钢轨波磨的分布相位、波长、波深及通过速度等影响因素,重点分析道岔区波... 为研究钢轨波磨对高速车辆-道岔系统动力学性能的影响,建立高速车辆-道岔刚柔耦合动力学模型,考虑道岔区多钢轨的柔性变形,通过数值模拟来描述钢轨表面波磨;考虑钢轨波磨的分布相位、波长、波深及通过速度等影响因素,重点分析道岔区波磨工况下轮轨垂向力和车辆部件垂向振动的变化规律。研究结果表明:在尖轨顶宽40 mm处,当钢轨波磨处于波深时变率最大的相位时,尖轨侧轮轨垂向力最大;道岔区波磨会缩短轮载过渡段长度;当波长为150 mm、波深达到0.08 mm时,尖轨侧车轮在轮载过渡段完全减载,出现瞬间轮轨分离现象;轮轨垂向力、车辆轴箱垂向振动加速度最大值与波长呈负相关,与波深、速度呈正相关。 展开更多
关键词 高速道岔 钢轨波磨 车辆-道岔刚柔耦合模型 轮轨动态相互作用 轮载过渡
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扣件弹性垫层劣化对高速列车-道岔系统动力特性的影响
9
作者 侯明扬 徐井芒 +2 位作者 王平 闫正 马前涛 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第21期101-109,共9页
随着高速铁路运营时长的增加,道岔区扣件弹性垫层会发生劣化,对列车过岔的动力学性能产生不利影响。为研究扣件弹性垫层劣化对高速列车道岔系统动力特性的影响,考虑道岔区钢轨的柔性变形,以高速铁路18号无砟道岔为研究对象,建立车辆-道... 随着高速铁路运营时长的增加,道岔区扣件弹性垫层会发生劣化,对列车过岔的动力学性能产生不利影响。为研究扣件弹性垫层劣化对高速列车道岔系统动力特性的影响,考虑道岔区钢轨的柔性变形,以高速铁路18号无砟道岔为研究对象,建立车辆-道岔刚柔耦合动力学模型,通过时域和频域分析,研究扣件弹性垫层劣化位置、劣化程度、劣化个数及行车速度对列车道岔系统动力特性的影响。研究结果表明:扣件弹性垫层劣化位置影响较大,其中尖轨顶宽40 mm处为扣件弹性垫层劣化的最不利位置;随劣化程度的增加,车岔系统各动力学指标呈增大趋势,其中垂向指标影响更为显著;扣件弹性垫层劣化个数的增加对尖轨尖端的横向动力学指标产生不利影响,9组扣件连续劣化时横向力较1组扣件弹性垫层劣化时增大21.3%;当车辆以250 km/h速度过岔时,扣件弹性垫层劣化对列车道岔系统动力特性的影响最为显著。轴箱振动加速度对扣件弹性垫层劣化较敏感,可在一定程度上反映扣件弹性垫层的劣化。研究成果可为道岔区刚度优化和养护维修提供一定的理论指导。 展开更多
关键词 扣件弹性垫层劣化 高速道岔 刚柔耦合动力学 动力特性 轴箱振动加速度
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侧向过岔时轮径差对高速车辆动力学性能的影响
10
作者 刘泊邑 王平 +2 位作者 徐井芒 闫正 陈嘉胤 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期154-161,179,共9页
轮径差的出现会影响高速车辆通过道岔时的动态性能,尤其是侧向过岔的情况。为进一步揭示其影响规律,本文以高速车辆和18号高速道岔为例,建立车辆—道岔耦合动力学模型,分析不同轮径差下高速车辆以80 km/h侧向过岔时的动力学特性。结果表... 轮径差的出现会影响高速车辆通过道岔时的动态性能,尤其是侧向过岔的情况。为进一步揭示其影响规律,本文以高速车辆和18号高速道岔为例,建立车辆—道岔耦合动力学模型,分析不同轮径差下高速车辆以80 km/h侧向过岔时的动力学特性。结果表明,大轮径位于尖轨侧时,等值同相轮径差会减小轮轨横向力和车体横向加速度;大轮径位于基本轨侧时,等值反相轮径差会增大高速车辆侧向过岔时的脱轨系数和轮重减载率。由于实际运营中高速车辆轮径差类型不确定,应尽量避免轮径差超过1 mm,以确保高速车辆侧向过岔时的安全性与平稳性不受影响;尖轨侧车轮轮径大于基本轨侧时车轮磨耗加剧,故应避免此类情况发生,以延长车轮和钢轨的寿命。 展开更多
关键词 轮径差 多体动力学 高速车辆 道岔
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有轨电车侧向通过3号道岔的动力学性能分析
11
作者 赵思琪 徐井芒 +3 位作者 马前涛 梁新缘 王平 陈嘉胤 《城市轨道交通研究》 北大核心 2023年第3期24-29,共6页
3号道岔侧股的曲线半径较小,受到的轮轨冲击力较大,这在一定程度上降低了有轨电车侧向过岔的安全性。为研究有轨电车侧向通过3号道岔时的动力学性能,选取了列车运行速度、摩擦系数、轨距和坡度4个参数作为影响因素。基于车辆动力学理论... 3号道岔侧股的曲线半径较小,受到的轮轨冲击力较大,这在一定程度上降低了有轨电车侧向过岔的安全性。为研究有轨电车侧向通过3号道岔时的动力学性能,选取了列车运行速度、摩擦系数、轨距和坡度4个参数作为影响因素。基于车辆动力学理论,对比分析了各影响因素不同取值下有轨电车侧逆向和侧顺向通过3号道岔时轮轨垂向力、轮轨横向力、脱轨系数及轮重减载率的变化规律。仿真结果表明,有轨电车侧顺向通过3号道岔的动力学性能总体优于侧逆向;在不同的速度、轨距和坡度工况下,侧顺向过岔的安全性优于侧逆向;在不同的摩擦系数工况下,侧逆向过岔的安全性优于侧顺向。4种影响因素对有轨电车侧向通过3号道岔时的轮重减载率影响最大。4种因素中,列车运行速度和摩擦系数对有轨电车侧向过岔的影响较为显著。 展开更多
关键词 有轨电车 3号道岔 侧向过岔 动力学性能
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大坡度地铁道岔钢轨爬行足尺试验研究
12
作者 周剑 丁玉宝 +5 位作者 侯泰成 马前涛 李浩然 李智恒 陈嵘 徐井芒 《铁道标准设计》 北大核心 2023年第9期62-68,共7页
在地铁工程建设中,由于城市规划建设、节约用地或地形条件的限制,地铁道岔有时需要铺设到大坡道地段上,当道岔铺设在坡道上时会受到列车频繁的制启动作用导致轨道纵向力增加,使得道岔钢轨产生不均匀爬行现象从而影响道岔的正常服役使用... 在地铁工程建设中,由于城市规划建设、节约用地或地形条件的限制,地铁道岔有时需要铺设到大坡道地段上,当道岔铺设在坡道上时会受到列车频繁的制启动作用导致轨道纵向力增加,使得道岔钢轨产生不均匀爬行现象从而影响道岔的正常服役使用。为真实地研究在循环荷载作用下大坡度道岔的纵向受力变形特征,开展大坡度地铁道岔足尺模型试验,研究循环荷载作用下大坡度道岔钢轨的变形规律及考虑车轮轴重值、扣件弹条失效个数等不同因素对大坡度道岔纵向变形的影响。研究结果表明:在单次加载-卸载过程中,钢轨的位移随着荷载增大而增加的越来越快,卸载后迅速回落并产生0.061 mm的残余位移;在循环荷载作用下,加载时的钢轨最大纵向位移值与卸载后的残余位移值均随荷载循环作用次数增加而呈现先快速增大后缓慢增长,最后逐渐趋于稳定的趋势,200次作用后残余位移值基本稳定在0.15 mm;车轮轴重值越大,荷载循环作用下加载时的钢轨纵向位移及卸载后的钢轨纵向残余位移越小;扣件失效个数越多对荷载循环作用下钢轨纵向位移及钢轨纵向残余位移影响越大。 展开更多
关键词 地铁 大坡度道岔 足尺模型试验 循环荷载 钢轨爬行 扣件失效
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轮轨高频瞬态冲击下钢轨螺栓孔棱边受力分析
13
作者 高原 司道林 +2 位作者 王树国 易强 徐井芒 《铁道建筑》 北大核心 2023年第1期19-24,共6页
为研究螺栓孔在轮轨接触应力场作用下的棱边应力分布规律及受力特性,建立带有螺栓孔的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,研究列车牵引、制动及钢轨擦伤所致高频激励下车轮动载对螺栓孔棱边应力峰值及分布规律的影响。结果表明:擦伤位置... 为研究螺栓孔在轮轨接触应力场作用下的棱边应力分布规律及受力特性,建立带有螺栓孔的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,研究列车牵引、制动及钢轨擦伤所致高频激励下车轮动载对螺栓孔棱边应力峰值及分布规律的影响。结果表明:擦伤位置是影响螺栓孔棱边受力特性及应力分布规律的关键因素;轨面擦伤可激发高频附加动力冲击作用,螺栓孔斜向棱边Mises应力峰值随运营速度的提升而显著增加,轨面擦伤使斜向棱边方向螺栓孔应力集中效应显著加剧;列车牵引状态加剧了螺栓孔45°、225°方向棱边应力集中效应,而制动状态加剧了螺栓孔135°和315°方向棱边应力集中效应。 展开更多
关键词 螺栓孔 显式有限元法 棱边受力特性 应力集中 高频冲击 擦伤
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尖轨廓形对地铁道岔使用寿命的影响研究 被引量：7
14
作者 徐井芒 王平 +1 位作者 徐浩 陈嵘 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期75-79,共5页
针对地铁折返线道岔伤损严重及使用寿命短等问题,利用有限元方法建立道岔区三维弹塑性轮轨接触计算模型,分析尖轨刨切部位轨距角半径对尖轨接触应力和内部应力的影响。模型中车轮型面采用实测磨耗状态LM型车轮型面。结果表明:轨距角半径... 针对地铁折返线道岔伤损严重及使用寿命短等问题,利用有限元方法建立道岔区三维弹塑性轮轨接触计算模型,分析尖轨刨切部位轨距角半径对尖轨接触应力和内部应力的影响。模型中车轮型面采用实测磨耗状态LM型车轮型面。结果表明:轨距角半径从13mm增加到17mm,顶宽20mm断面接触应力最大值从1 170MPa增加到1 606MPa,其Von Mises应力最大值从528.33MPa增大至573.68MPa,进入塑性变形阶段,将导致尖轨的磨耗严重;顶宽35.5mm及其以上断面接触应力最大值变化较小,其Von Mises应力最大值却随之减小,且均处于弹性变形阶段;增大尖轨断面粗壮度可以改善其受力状态,延长使用寿命;综合考虑尖轨受力状态,轨距角半径为13mm时优于其他轨距角半径。 展开更多
关键词 地铁道岔 轨距角半径 接触应力 Von Mises应力 弹塑性
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可动心轨道岔转换结构动力学特性研究 被引量：9
15
作者 徐井芒 王平 +1 位作者 谢铠泽 孙晓勇 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期29-35,共7页
为指导可动心轨道岔转换结构优化设计,根据道岔区轮轨系统耦合动力学理论,建立可考虑转换结构实际特性的车辆-道岔动力学模型,以60 kg/m钢轨客运专线18号道岔可动心轨辙叉外锁闭装置为例,分析心轨不足位移,顶铁离缝和扣件横向刚度等对... 为指导可动心轨道岔转换结构优化设计,根据道岔区轮轨系统耦合动力学理论,建立可考虑转换结构实际特性的车辆-道岔动力学模型,以60 kg/m钢轨客运专线18号道岔可动心轨辙叉外锁闭装置为例,分析心轨不足位移,顶铁离缝和扣件横向刚度等对心轨转换结构力学特性的影响.研究结果表明:心轨第一牵引点处转换结构力学性能主要受不足位移影响,其受力及变形随着心轨不足位移增大而增大,呈线性增长关系,故在道岔运营过程中应严格控制心轨不足的出现;心轨第二牵引点处转换结构力学性能主要受顶铁离缝影响,但影响范围有限,在顶铁离缝小于1 mm范围内,其受力及变形随着顶铁离缝增大而减小,之后影响较小;扣件横向刚度变化对转换结构的受力及变形几乎没有影响。 展开更多
关键词 转换结构 不足位移 顶铁离缝 扣件横向刚度 力学性能
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高速道岔转换锁闭结构力学特性 被引量：7
16
作者 徐井芒 王平 +1 位作者 陈嵘 徐浩 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期702-707,共6页
为指导高速道岔转换锁闭结构的优化设计,根据道岔区轮轨系统耦合动力学理论和有限元方法,建立了转换锁闭结构动态受力计算模型;以60 kg/m钢轨客运专线18号单开道岔转辙器外锁闭装置为例,研究了列车过岔速度、尖轨不足位移和顶铁离缝等... 为指导高速道岔转换锁闭结构的优化设计,根据道岔区轮轨系统耦合动力学理论和有限元方法,建立了转换锁闭结构动态受力计算模型;以60 kg/m钢轨客运专线18号单开道岔转辙器外锁闭装置为例,研究了列车过岔速度、尖轨不足位移和顶铁离缝等对转换锁闭结构力学特性的影响.研究结果表明:列车过岔速度对转换锁闭结构力学特性有显著影响,当过岔速度为250 km/h时,其受力及变形到达最大;存在一定的尖轨转换不足位移,有利于改善转换锁闭结构的受力状态;顶铁离缝的增加使转换锁闭结构的受力几乎呈线性增加,在道岔运营过程中应尽量避免顶铁离缝出现. 展开更多
关键词 高速道岔 锁闭钩 列车荷载 不足位移 顶铁离缝
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地铁道岔轨顶坡对尖轨磨耗的影响 被引量：5
17
作者 徐井芒 王平 +1 位作者 曾晓辉 肖杰灵 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2899-2904,共6页
针对地铁道岔磨耗严重及使用寿命短等问题,利用有限元方法建立道岔区三维弹塑性轮轨接触计算模型,通过计算尖轨接触应力、接触斑面积及内部应力等,分析轨顶坡对尖轨磨耗的影响。模型中车轮型面采用实测磨耗状态LM型车轮型面。研究结果表... 针对地铁道岔磨耗严重及使用寿命短等问题,利用有限元方法建立道岔区三维弹塑性轮轨接触计算模型,通过计算尖轨接触应力、接触斑面积及内部应力等,分析轨顶坡对尖轨磨耗的影响。模型中车轮型面采用实测磨耗状态LM型车轮型面。研究结果表明:设置轨顶坡时,尖轨接触应力及内部应力均比不设置轨顶坡的小;以尖轨顶宽35.5 mm断面为例,当轨顶坡从1/40增大到1/20时,其接触应力最大值从904.267 MPa减小至686.266 MPa,Von Mises应力最大值从552.123 MPa降低至493.755 MPa,状态由塑性变形转变为弹性变形,有利于减小尖轨磨耗;增大尖轨断面顶面宽度可以提高其受力状态,延长道岔使用寿命;综合考虑尖轨受力状态,1/20轨顶坡优于其他轨顶坡。 展开更多
关键词 尖轨磨耗 有限元法 轨顶坡 接触应力 Von Mises应力 弹塑性
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基于轮轨廓型的固定辙叉优化设计方法 被引量：10
18
作者 徐井芒 王平 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期1-6,共6页
为改善心轨受力状态、提高固定辙叉直向通过速度,在分析固定辙叉伤损规律的基础上,提出基于车轮踏面所需高差值与辙叉轨顶廓型实际高差值之比(轮轨廓型净差值比)的固定辙叉优化设计方法。以既有60kg·m-1钢轨18号整铸固定辙叉廓型... 为改善心轨受力状态、提高固定辙叉直向通过速度,在分析固定辙叉伤损规律的基础上,提出基于车轮踏面所需高差值与辙叉轨顶廓型实际高差值之比(轮轨廓型净差值比)的固定辙叉优化设计方法。以既有60kg·m-1钢轨18号整铸固定辙叉廓型与LM磨耗型车轮踏面的匹配为例,运用该方法对既有固定辙叉结构进行优化。研究表明:既有固定辙叉心轨的薄弱断面先于翼轨与车轮接触,导致心轨伤损严重;优化固定辙叉的R15mm圆弧+R80mm圆弧+1∶13斜线复合廓型能够明显改善心轨的承载状况,降低固定辙叉竖向结构不平顺及动轮载的幅值(分别降低45.3%和46.79%),可作为与LM磨耗型车轮踏面匹配的固定辙叉廓型;基于轮轨廓型净差值比的优化方法能够针对任意型式车轮踏面进行相应固定辙叉的廓型设计。 展开更多
关键词 固定辙叉 辙叉廓型 净差值比 结构不平顺 优化
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坡度对地铁道岔动态通过性能影响分析
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作者 汪朝晖 李立军 +2 位作者 李抒效 陈嵘 徐井芒 《中文科技期刊数据库（全文版）工程技术》 2023年第7期0159-0165,共7页
在城市轨道建设过程中,由于地形限制等原因需将道岔铺设在坡道上,但实际使用中发现道岔铺设在坡道上将影响列车平稳性及舒适性。为研究坡度对道岔动态通过性能的影响,基于多体动力学建立车辆-道岔耦合动力学模型,对比分析当道岔铺设在... 在城市轨道建设过程中,由于地形限制等原因需将道岔铺设在坡道上,但实际使用中发现道岔铺设在坡道上将影响列车平稳性及舒适性。为研究坡度对道岔动态通过性能的影响,基于多体动力学建立车辆-道岔耦合动力学模型,对比分析当道岔铺设在不同坡度的坡道上时,车辆上坡或下坡过岔的动态响应。结果表明:当车辆下坡过岔时,轮轨横向力与车体横向加速度峰值基本不受坡度影响,脱轨系数和轮重减载率峰值随坡度增大而减小,轮轨垂向力峰值随坡度的增大先基本不变后显著下降,车体垂向加速度峰值随坡度增大而增大;当车辆上坡过岔时,轮轨垂向力、脱轨系数和车体横向加速度峰值受随着坡度的增大而增大,车体垂向加速度峰值随着坡度的增大先减小后增大。 展开更多
关键词 地铁 大坡度道岔 通过性能 车辆-道岔耦合动力学模型
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高速铁路无缝钢轨断缝瞬态冲击行为分析 被引量：2
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作者 徐井芒 王凯 +4 位作者 高原 马前涛 董志国 刘奕斌 王平 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期1348-1354,共7页
无缝线路钢轨焊缝及其热影响区在温度力作用下可能发生钢轨折断形成断缝.为了研究钢轨折断对列车运营安全的影响,对轮轨接触受力特性及其材料高频动态响应进行了分析.首先,建立了ANSYS/LSDYNA三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型;然后,根据... 无缝线路钢轨焊缝及其热影响区在温度力作用下可能发生钢轨折断形成断缝.为了研究钢轨折断对列车运营安全的影响,对轮轨接触受力特性及其材料高频动态响应进行了分析.首先,建立了ANSYS/LSDYNA三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型;然后,根据不同速度轮轨力时域响应规律,选择了合适的模型计算工况,并且通过计算轮轨接触受力特性和材料高频动态响应,分析了车轮跨越断缝的安全问题;最后,通过小波变换获取了车轮跨越断缝时轮轨力的频域分布.结果表明:断缝处轮轨高频冲击力峰值随断缝长度变化先减小后增大,转折点处断缝长度与行车速度负相关;车轮通过断缝时,钢轨最大剪切应力超过材料破坏极限,易导致钢轨材料脆断;轮轨力时频图中存在两个特殊频率成分,分别对应高频冲击荷载(1500 Hz左右)及二次冲击荷载(450 Hz左右),断缝长度对轮轨力频域分布影响较小. 展开更多
关键词 无缝线路 断缝 高频冲击 时域分析 频域分析 瞬态分析
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