关键词： 磁流变耦合轮对   耦合度   轮轨力  

摘要： 从理论上分析了磁流变耦合轮对转向架在小半径曲线和大半径曲线上的受力情况。围绕轮轨横向力这一重要曲线通过性能指标,分析了随着曲线半径的变化转向架前后轮对耦合度应该作怎样的调整才能使前后轮对的轮轨横向力更加匹配,从而改善转向架的曲线通过性能。利用数值仿真对理论分析进行了验证。

关键词： 中国   高速铁路   轮轨系统   技术特点   动力特性   空气动力学效应  

摘要： 高速铁路轮轨系统技术是确保列车高速行驶安全的关键。轮轨系统技术条件的影响因素 ;最高行车速度、运输组织、机车车辆和线路结构等重大问题应深入研究。本文结合日、德等国高速铁路情况 ,提出设计运营工作中存在的问题 ,可供立题研究。

关键词： 高速列车   轮轨滚动噪声   轮轨相互作用  

摘要： 现代社会的进步、经济发展和人民生活水平的提高对交通运输质量(快速、安全、舒适)提出了更高的要求,为了适应这一需求,我国的铁路不断高速化,但是由此带来的噪声污染问题也日益严重。本文以控制高速列车噪声为目的,围绕高速列车轮轨滚动噪声产生机理展开了以下研究。1、根据轮轨相互作用的基本关系,研究了轮轨在表面不平顺激励下的轮轨耦合振动,考虑轮轨接触斑滤波特性,推导了车轮径向振动平均功率谱和钢轨竖向振动平均功率谱的理论解析式。2、把钢轨视为支承在连续弹性基础上的无限长梁,车轮简化为一个将车轮辐板刚度考虑在内的弹性圆环,建立了车轮和钢轨竖向阻抗的解析式。3、在轮轨耦合振动分析的基础上,基于结构声辐射理论,不考虑大地反射的影响,推导了铁路轮轨滚动噪声声压级谱的理论表达式。4、利用有关文献中给定的实验数据,验证了轮轨滚动噪声预测模型,并对我国既有线轮轨噪声进行了理论预测,理论预测结果与现场实测结果进行了对比。计算结果表明在轮轨滚动噪声中,钢轨辐射噪声在2000HZ以下频段占主导,而在2000HZ以上频段,车轮辐射噪声占主导地位。论文针对我国铁路提速中出现的噪声污染问题,密切结合我国当前铁路提速和快速铁路建设急需解决的重要课题展开研究,涉及知识面广,有较大理论深度和难度,研究具有创新性,并有重要的实际应用意义,对今后高速列车轮轨滚动噪声控制问题的进一步深入研究奠定了基础。

关键词： 磁浮   德国   试验线   轮轨   京沪高速线   磁浮线   磁悬浮铁路   高速铁路   磁浮高速列车   第一   中国   中华人民共和国  

摘要： 上海磁浮工程是一项世界上从未付诸商业运营的高科技项目。德国磁浮高速列车国际公司驻中国总代表韩纳先生心情比较复杂,他说:"作为一个德国人,德国人发明的磁浮技术不能首先在德国被使用,这曾经使我感到很悲哀。"众所周知,世界上无法付诸商业运营或者商业运营失败的科技项目不计其数。在上海磁浮工程试运行的今天,不少人在深感自豪的时候也会问:中国为什么要冒这样一个风险呢?高速磁浮列车的主要优点在于它是当今惟一能达到500公里/时运营速度的地面交通工具。对于确定我国的发展战略来说,最重要的是:一方面由我国的实际需求和客运交通系统发展现状出发、我国很可能是在全世界率先实现长大干线运营线的国家,从而完善高速磁浮技术与实现产业化的重大任务将历史性地转移到我们身上;另一方面,

关键词： “有限元”   “接触问题”   “非线性”   “分布式”  

摘要： 随着有限元理论的不断发展和成熟，随着计算机处理能力的不断提高，有限元的分析方法已经广泛应用于机械设计的各个领域，但是作为机械结构有限元分析中的一个重要组成部分——接触问题的分析，却一直没有得到广泛的运用，主要的原因就是接触问题属于高度非线性问题，分析的过程中涉及到的建模、参数设置、摩擦的处理都是比较复杂的问题，使得接触问题的计算效率远满足不了实际工程设计的需要，就目前的现状而言，接触问题分析的有限元理论已经比较成熟，相应的软件产品也相当丰富，但是受限制于接触问题本身的复杂性，对使用人员的经验和素质的要求依然很高，具有很强的技巧性，所以有必要对接触问题计算中存在的普遍的问题和分析技术进行研究和探讨。 钢制车轮和轨道是起重机的重要组成部分，其合理设计对起重机的稳定性和运行效率都有重大的影响。作为一种典型的接触问题，车轮轨道系统分析同时也属于机车动力的研究范畴，本文从机车动力学入手，对起重机车轮轨道的接触状态进行了动力学分析，在此基础上利用有限元接触问题的分析方法对起重机车轮轨道系统的接触应力进行了不同状态下的计算仿真。突破了长期以来依赖经验公式对钢制起重机车轮轨道系统进行设计的局限性，提供了更加灵活有效的设计手段。 作为一种强大机械结构分析、仿真、设计手段，长期以来有限元方法和相关软件的应用效率依赖于使用人员的理论水平和经验，同时目前有限元计算软件的使用基本是上针对单机的用户，还不能实现计算资源的网络共享。在实际的有限元软件使用过程中，对具体行业而言，分析的问题都集中在具体的一部分问题，在对某一具体问题的分析中，需要用户进行调整的参数往往是比较固定的，所以对具体问题的分析模块进行参数化资源共享对实际应用中提高有限元软件的使用效率是非常有效的。针对这样的情况，本文的结合计算机系统开发理论和有限元软件提供的二次开发环境，提出了一种多层分布式有限元模块化分析系统的构建策略，能够较好的实现有限元具体问题分析模块的共享，同时降低了对使用者素质的要求。

关键词： 京沪高速铁路   磁浮列车   磁悬浮列车   高速列车   浦东国际机场   轮轨   京沪线   京沪铁路   运营线   旅客   时速   龙阳路  

摘要： 京沪高速铁路采用轮轨技术还是磁悬浮技术自6月20日起在京开始论证,如果采用磁悬浮技术,时速能达450—500公里,上海至北京3个小时不到,但目前已经偏向采用高速轮轨技术。尽管经过5年的争论最终又回到了起点,但是,这个过程仍然值得我们认真回顾。通过争论,我们总结出这样的原则:决策科学化、民主化是保证科学技术发展以及政府少犯错误的唯一出路,特别是在设计科研项目的工程应用问题上。

关键词： 轮轨系统动力学   并行计算   大规模并行处理MPP   加速比  

摘要： 随着科学研究与工程技术的不断发展，出现了许多大型复杂结构的力学分析问题。基于有限元方法的轮轨系统动力学理论就是一种较为复杂的数值计算问题，其复杂性主要表现在自由度多、并且伴随列车的运行不断地基于时间步长进行数值积分求解。特别是随着轮轨系统动力学在道岔动力学中的应用，处理的问题更加复杂，计算时间长的问题，已成为实际应用中的一大障碍。提高其计算速度的一个有效方法就是采用并行计算技术。 本论文对轮轨系统动力学的原有串行程序结构进行了剖析，以寻求并行处理的可行方法。首先从有限元模型建立着手，提出了按轨枕序号编排自由度，可将系数矩阵中非零元素按近似带状排列，使振动方程组的求解易于并行。随后在公式级对轮轨系统动力学振动方程组的组建进行了优化，将组建刚度矩阵、阻尼矩阵和荷载列阵模块化。 通过对串行程序中各功能模块计算工作量的分析，线性方程组的求解在该串行程序中占有75％的工作量，并行求解线性方程组是本论文的一项主要工作。针对轮轨系统振动方程组系数矩阵的特点，分析了现有各种求解线性方程组并行算法的优缺点，选择高斯消去法、LU分解、LDR分解和WZ分解法作比较，采用循环带状划分的方法将系数矩阵的各行分配到各进程，由各个处理器完成所分配矩阵行的消元和分解。同时将振动方程组的组建交给不同的处理器来完成。最后将并行程序与串行程序的计算结果相比较，验证了该并行程序的正确性。 采用循环带状划分、计算与通信重叠、根据曙光2000机结点计算能力分配任务量、合并通信等技术有效地提高了并行算法效率。分析对比了各种并行算法的复杂性，大量的数值试验表明LU分解法具有较高的加速比，WZ分解法具有较高的计算速度。 本文工作为本人今后从事更为复杂的轮轨系统动力学分析的并行化研究打下了一定的基础，论文最后为进一步深化研究指出了发展方向。

关键词： 磁悬浮列车   轮轨   高速列车   磁浮列车   常导磁悬浮  

摘要： 磁悬浮列车的概念最早是由美国提出来的,后来,德国、法国、日本等国相继效仿,都进行了开发与试验.

关键词： 轮轨关系   轮轨接触力   有限元法   参数二次规划法   多重子结构   弹性/弹塑性接触   锥形踏面   磨耗形踏面   接触状态   轮轨应力   蠕滑力/率  

摘要： 当前世界铁路正朝着高速和重载的方向发展，随之而来的是列车牵引对轮轨粘着的要求越来越高，而轮轨的波浪形磨耗、滚动接触疲劳、脱轨等轮轨关系问题越来越严重，其解决与否直接影响到铁路的快速发展。这些问题的研究虽然涉及到许多学科，但都必须以轮轨滚动接触理论研究为基础，轮轨接触力的传递过程则是其核心内容。 轮轨关系是机车车辆、轨道系统中最基本、最复杂的一个问题，属于三维滚动摩擦接触问题。以Kalker为代表的国内外专家学者为轮轨滚动接触理论的发展做出了巨大的贡献，但他们的理论至今未突破Hertz接触条件和弹性半空间假设，无法对复杂的轮轨作用问题作进一步的研究。 大量的工程应用已充分证明有限元参数二次规划法是解决空间接触问题的一种先进的、行之有效的方法。本文采用基于参变量变分原理的有限元参数二次规划法，并结合多重子结构技术分析求解轮轨三维弹性和弹塑性接触问题，按照轮轨实际几何关系建立了真正的三维模型，完全避免了传统的解析或半解析法中的Hertz假设和弹性半空间假设。 本文建立了锥形踏面、磨耗形踏面的机车和车辆车轮分别与标准轨道相接触的三维有限元计算模型，模型还考虑了轨枕和部分道床的弹性作用。在大量弹性接触计算的基础上，又进行了大量弹塑性接触计算，得到了大量的轮轨接触力、接触状态及轮轨应力的数据。通过对计算结果的详细分析，得出了一系列机车车辆结构和运用参数对轮轨接触性能影响的规律。 本文建立了车轮轮缘贴靠钢轨形成的轮轨两点接触（对锥形踏面）和共形接触（对磨耗形踏面）的计算模型，对不同的牵引力矩、不同的横向力作用下的轮轨接触力、接触状态和轮轨应力分布进行了详细的分析，得出了轮轨间横向力增大会降低机车粘着性能等一系列重要结论。 本文提出了使用轮轨滚动接触时的轮周位移及接触斑长度计算蠕滑率的新方法，并绘制了在各种工况参数下的轮轨纵向蠕滑力／率曲线。分析了轮轨间的 大连理工大学博士学位论文 摩擦系数、轴重、横向力、轮轨几何型面、轮轨相对位置、塑性变形等诸多因 素对轮轨纵向蠕滑率的影响。 本文的工作是用有限元法对轮轨三维弹性、弹塑性接触问题研究的全面应 用，研究结果表明，将有限元法应用到轮轨关系方面的研究不但是可行的，而 且还具有其它传统方法无可比拟的优越性，必然具有非常广阔的发展前景。

关键词： 钢轨   轮轨关系   接触疲劳   伤损   数值模拟  

摘要： 轮轨接触问题是机车、轨道系统中的重要问题，研究在非理想边界条件下铁路轮轨滚动接触问题可以揭示钢轨接触疲劳伤损的原因，对于提高铁路运输安全性与经济性都具有重要意义。 本文以大型有限元软件ANSYS为分析工具，同时考虑车轮和钢轨真实的几何形状及边界条件，分析了钢轨接头位置弹塑性应力场、钢轨表面点状缺陷和条纹状钢轨表面缺陷对钢轨接触应力场的影响。 对于钢轨接头位置，分析了横移量对钢轨接头位置弹塑性应力场和塑性应变场的影响。计算表明：由于接头位置轮轨接触为线面接触，造成了钢轨接头处塑性应变较大，最终导钢轨头部破损。 对于点状缺陷，分析了空穴点状缺陷和夹杂物点状缺陷对轨头内弹塑性应力场和应变场的影响。计算结果与理想状况下结果进行比较可知：点状缺陷周围最大等效应力是不存在点状缺陷时的1.02～2.05倍，在点状缺陷周围存在塑性应变，最终导致钢轨表面的斑点剥落。 对于条纹状钢轨表面缺陷，主要计算了不同横截面位置条纹状钢轨表面缺陷对轨头内弹塑性应力场和应变场的影响，条纹状钢轨表面缺陷的存在使其周围最大等效应力超过了钢轨材料屈服极限，导致该位置钢轨发生了塑性应变。 本文的工作对于揭示钢轨接触疲劳伤损的机理具有重要意义。