江西省自然科学基金(2010GQC0034)
- 作品数：10 被引量：71H指数：4
- 相关作者：肖乾周新建王成国车宇翔穆明更多>>
- 相关机构：华东交通大学中国铁道科学研究院铁道科学技术研究发展中心北京建筑工程学院更多>>
- 发文基金：江西省自然科学基金国家自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：机械工程交通运输工程理学更多>>
- 空气湿度对地铁车轮磨耗的影响及机理研究被引量：1
- 2013年
- 车轮磨耗影响着地铁的运营安全和运营成本。目前,关于车轮磨耗的研究多集中于轴重、轮轨接触状态等因素的影响,考虑空气湿度影响的研究较少。通过对某城市地铁进行了长期监测,对每月的车轮平均磨耗量及空气相对湿度进行了统计分析,得出了车轮磨耗量随空气湿度增加而降低的规律;并结合已有试验数据,对这一规律进行了验证。对空气湿度影响车轮磨耗的机理进行了探讨,发现在气温未达到露点温度时,湿度主要影响轮轨接触表面的粗糙度、硬度以及氧化膜的形成;在气温达到露点温度之后,轮轨表面将会形成水膜,这将会降低轮轨间摩擦系数,降低车轮的磨耗量。
- 肖乾车宇翔潘兵穆明
- 关键词：地铁车辆车轮磨耗
- 不同摩擦系数条件下的轮轨滚动接触特性分析被引量：26
- 2011年
- 以直径为860 mm的LMA踏面轮对和60 kg.m-1钢轨为例,采用有限元软件ABAQUS建立三维轮轨滚动接触有限元模型,利用集群逻辑结构的并行计算平台求解该模型,并对不同摩擦系数下轮轨滚动接触特性进行分析。研究表明:摩擦系数对接触斑面积、接触区Mises应力值和法向接触应力影响不大;随着摩擦系数的增大,接触斑黏着区面积增加,接触区内横向和垂向剪应力增大且位置向接触区表面靠近;在相同牵引力矩作用下,随着摩擦系数的增加,轮轨纵向剪应力明显增大;接触斑内摩擦力矢量的纵向分量也随之增大,轮轨摩擦力及其绕原点合力矩的纵向分量也变化明显,最大增幅超过30%,自旋力矩值也随之增大且其中心点在接触斑内沿牵引方向前移。
- 肖乾王成国周新建卢勇
- 关键词：轮轨滚动接触并行计算
- CRH2010A综合检测车测力车轮与钢轨滚动接触弹塑性分析被引量：2
- 2012年
- 运用非线性有限元分析软件ABAQUS,考虑通过直线、曲线线路和道岔3种工况,建立CRH2010A综合检测车的测力车轮与钢轨的三维滚动接触有限元模型,进行不同工况下测力车轮与钢轨的滚动接触特性及车轮辐板和轴毂的受力分析。结果表明:测力车轮的滚动接触特性与动车车轮相似;通过直线线路且轮对横移量为8mm时,产生轮缘效应,车轮磨损加剧;通过曲线线路时,左侧车轮与钢轨出现两点接触中心区;通过道岔时,左侧车轮与长心轨均发生塑性变形,车轮和钢轨的磨耗加剧;轴毂的过盈连接对轮轨接触特性的影响,远小于其对轴毂连接区域和辐板加工区域应力的影响;在这3种工况下测力车轮均满足静强度要求。
- 肖乾车宇翔周新建王成国
- 关键词：轮轨滚动接触弹塑性分析
- 金属晶体间微观滑动摩擦特性的分子动力学模拟被引量：3
- 2011年
- 根据独立振子模型的能量耗散机理,以光滑干摩擦接触平面为对象,利用金属晶体的强体积效应特征,构造了简化计算的界面势能模型,分析了在界面摩擦状态下能量非连续耗散过程,建立了简化计算滑动摩擦力与摩擦因数模型。从瞬间原子位置图和系统能量方面,进行计算模拟和试验对比验证,结果表明:当接触界面势能处在某个谷底时,滑块受静摩擦力,界面间发生相对运动,滑块变为受滑动摩擦力作用;摩擦力按基本不变的斜率增加到某一值后突然降低,而后变化呈现一定的周期性;随着滑动的逐渐进行,运动体与基体表面的温度逐渐增加而后趋于稳定,两表面存在温度差;滑动后界面平均接触压力明显下降,而后趋于平缓。
- 肖乾穆明周新建
- 关键词：分子动力学能量耗散
- 动车组测力轮对的疲劳强度分析被引量：6
- 2011年
- 动车组测力轮对是在原有轮对基础上改造而成,主要在幅板上增加了一些孔结构,为保证检测车的运行安全,其疲劳强度分析尤为重要。国际铁路联盟组织的UIC 510—5的整体车轮验收标准规定了车轮疲劳强度的校验方法,以此为依据,在考虑轮轴过盈配合影响的基础上建立测力轮对有限元模型,分析测力轮对在改造前、改造后以及单边半磨耗三种工况下开孔部位的应力分布。根据不同部位的应力分布数据,按照车轮疲劳强度计算方法得到车轮幅板危险点的疲劳应力,最后使用车轮静强度标准以及Goodman疲劳极限图对测力轮对的疲劳寿命进行评价。结果表明,改造后的测力轮对开孔部位疲劳寿命降低,但是在使用寿命期内不会萌生裂纹。
- 肖乾周素霞周新建王成国
- 关键词：动车组测力轮对有限元模型
- 变摩擦系数条件下的轮轨滚动接触特性分析被引量：23
- 2012年
- 采用mixed Lagrangian/Eulerian方法建立轮轨滚动接触有限元模型,在轮轨间使用与滑动速度相关的变摩擦系数定义切向接触属性,改变轮对角速度定义轮轨接触不同工况。在轮轨蠕滑工况下,通过对比取常系数摩擦系数和变摩擦系数的计算结果发现:变摩擦系数对轮轨滚动接触最大接触应力和接触斑面积影响较小;但是对轮轨接触斑内最大Mises应力、最大纵向切应力、最大横向切应力和蠕滑力影响较大,特别是对最大纵向切应力和蠕滑力影响幅度近20%;对轮轨滚动接触蠕滑力矢量分布的影响也应值得注意。不同工况时轮轨蠕滑率不同,变摩擦系数条件下的轮轨蠕滑力和剪切应力随蠕滑率增大而增大,当轮轨间出现完全滑动时,轮轨蠕滑力达到极限。
- 肖乾林凤涛王成国车宇翔
- 关键词：轮轨滚动接触MIXED
- 考虑轮轴、盘轴过盈装配的车轴应力分析被引量：7
- 2014年
- 列车车轴的强度直接关系着列车的安全、舒适和稳定,因此,准确分析车轴的应力及强度显得十分重要。针对我国尚未制订高速列车车轴强度设计方法的现状,遵循日本JIS-E-4501规范标准中的加载方式,采用有限元软件Abaqus的非线性功能完成CRH2动车组非动力车轴的有限元分析,重点考虑了轮轴、盘轴的过盈配合量对车轴应力分布及静强度的影响。分析结果表明:轮轴、盘轴过盈量相同,过盈量取值不大于0.30 mm时,车轴强度满足静强度要求;过盈量越大,各截面的von Mises应力越大;在轮轴、盘轴配合处的两端,存在较大的应力集中,过盈量越大,应力集中情况越明显,对车轴静强度的影响越大;轮轴、盘轴过盈量取值不同时,在过盈配合处的两端von Mises应力相互之间几乎没有影响。
- 肖乾徐红霞李清华黄碧坤
- 关键词：CRH2动车组轮轴应力分析
- 考虑摩擦因数与滑动速度相关时的轮轨滚动接触有限元分析被引量：3
- 2012年
- 使用与滑动速度相关的摩擦因数替代库伦摩擦定律中的常系数,结合mixed Lagrangian/Eulerian方法建立轮轨滚动接触有限元模型,分析牵引力主导的蠕滑工况下的干燥状态的轮轨滚动接触特性。通过与摩擦因数取值为常数的轮轨滚动接触分析结果对比发现:与滑动速度相关的摩擦因数对轮轨滚动接触最大接触应力和接触斑面积影响不大,均在1%以内;但是对轮轨接触斑内最大Mises应力、最大纵向切应力、最大横向切应力和最大等效塑性应变影响较大,特别是对最大纵向切应力影响幅度近20%;更需要引起注意的是对轮轨滚动接触摩擦力矢量分布和切向塑性应变分布影响明显,这对轮轨滚动接触疲劳损伤分析非常重要。
- 肖乾周新建王成国车宇翔
- 关键词：轮轨滚动接触有限元分析
- 金属晶体间微观静摩擦特性的分子动力学模拟研究被引量：1
- 2012年
- 以光滑干摩擦接触平面为对象,利用金属晶体间的强体积效应特征,建立了简化计算静摩擦力的界面势能模型.根据第一性原理的方法模拟得出界面分子势能的变化,通过界面分子势能计算出静摩擦力大小,并将数据结果通过通用黏附能量函数计算出的静摩擦力大小进行验证,也将计算结果与超高真空原子力显微镜试验结果进行对比.最后拟合出最大静摩擦力与法向载荷的线性函数关系,得出摩擦力的数值为真实接触面积的函数,并与法向载荷成正比的结论.从微观上对同种金属材料间库伦摩擦定律进行验证与研究.
- 肖乾穆明周新建
- 关键词：分子动力学模拟静摩擦分子势能
- 空气湿度对轮轨黏着系数影响研究综述被引量：4
- 2012年
- 良好的轮轨黏着是列车安全、高品质运行的重要保证,而轮轨黏着又遭受许多外在因素的影响,其中,空气湿度就是其中之一。空气湿度作为轮轨间的第三介质,通过改变轮轨接触表面特性而直接影响轮轨间的黏着,国内外学者就此开展了大量的试验研究、机制分析和数值计算。针对已有的研究成果,阐述空气湿度对轮轨黏着系数影响的试验研究、机制分析和数值计算的研究现状,指出在目前研究中存在未考虑是否形成水膜、试验速度范围较小等问题,并提出今后研究的重点。
- 肖乾李清华车宇翔徐红霞
- 关键词：黏着系数轮轨关系
