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期刊信息/Journal information
西南交通大学学报
西南交通大学
西南交通大学学报

西南交通大学

翟婉明

双月刊

0258-2724

xbz@home.swjtu.edu.cn

028-87600552、87600550、87600551

610031

四川省成都市二环路北一段

西南交通大学学报/Journal Journal of Southwest Jiaotong UniversityCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊为全国核心期刊，并被《中国科学引文数据库》和《中国科技论文统计》收录为来源期刊。主要刊登理工类和经济管理等学科的基础理论研究、应用研究、实验研究、学术讨论等方面的学术论文以及科技信息报道。
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    考虑材料温变特性的三维轮轨接触热分析

    王平张洪吉孙耀亮安博洋...
    239-246,306页
    查看更多>>摘要：为研究材料温变特性对轮轨接触行为和摩擦温升的影响,提出了一种考虑材料温变特性的三维轮轨热力耦合模型,能够考虑纵、横向蠕滑率和自旋的影响,更为真实地模拟轮轨系统的服役状态.首先,研究了热力耦合建模方式对轮轨界面摩擦温升及接触应力的影响;随后,将该模型应用于地铁小半径曲线处车辆-轨道相互作用模拟.结果表明:当轮轨界面温度达到 450℃时,轮轨接触应力显著降低,降幅可达 20%;考虑热力耦合建模后,轮轨界面的预测温升明显低于不考虑热力耦合建模时的结果,在蠕滑率为 0.16时,两者的差异可达 51%;地铁车辆在小半径曲线线路上运行时轮轨摩擦温升因过大的蠕滑率与自旋会急剧增大到 750℃,应考虑轮轨热力耦合建模以避免过高估计轮轨摩擦温升以及轮轨接触应力.

    摩擦温升轮轨接触热力耦合车辆-轨道耦合动力学轮轨损伤

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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

    徐井芒梁新缘王凯赵思琪...
    247-255页
    查看更多>>摘要：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%.

    刚度非线性瞬态滚动接触波磨显式有限元法

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    基于离散元方法的道床捣固及吹砟维护机理

    陈成饶文锦李文俊张磊...
    256-263,306页
    查看更多>>摘要：为从细观上研究捣固和吹砟的维护机理,建立了离散元道砟箱数值模型,并耦合多体动力学的捣固镐模型和计算流体力学的吹砟管模型,对捣固与吹砟的作业全过程进行可视化模拟,基于离散元耦合数值模拟,对比分析了 2种道床维护方法对道床扰动及作业后轨枕沉降.结果表明:吹砟作业各阶段对道床的扰动和道砟平均接触力均小于捣固,且扰动主要集中在下插阶段,吹砟作业过程中道砟颗粒速度峰值和接触应力峰值仅为捣固的37.5%和 38.9%;捣固后,轨枕底部区域密实度提高了约 13.6%,轨枕间上部和下部区域密实度分别降低了约21.0%和提高了约 4.8%;吹砟后,轨枕底部区域密实度提高了约 6.5%,轨枕间上部和下部区域密实度几乎无变化;在轨枕底部吹入碎石,吹砟作业极大地改善了轨枕底的接触状态和应力扩散,轨枕与道砟颗粒接触数增加了约 243%,荷载传递更均匀;1 000次循环加载后,吹砟作业后的轨枕沉降相较捣固和未维护工况分别减少了约18.1%和44.4%.

    道砟离散元捣固吹砟道床维护

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    基于B样条曲线的心轨重构廓形参数影响分析

    赵卫华曹洋
    264-272页
    查看更多>>摘要：针对固定辙叉钢轨廓形不规则变化特点,基于B样条理论提出一种考虑固定辙叉钢轨断面廓形特征的参数化设计方法,并提出拟合钢轨廓形贴合度评价指标和关键控制参数对廓形贴合度影响权重指标;以 60 kg/m钢轨 12号固定辙叉为例,采用DOE(design of experiments)方法分析轨顶横坡、侧面纵坡和复合圆弧段比例系数对心轨轨头整体廓形、轨顶面廓形和侧面廓形的影响.结果表明:1)在心轨 20 mm断面,轨顶横坡、侧面纵坡和复合圆弧段比例系数对心轨整体廓形变化的影响权重分别为 21.08%、56.89%和 22.02%,对心轨顶面廓形变化影响权重分别为 8.42%、61.95%、29.63%;在心轨 50 mm断面,各关键控制参数对心轨轨头整体廓形变化影响权重分别为 55.9%、33.38%、10.72%;侧面纵坡对心轨 20 mm和 50 mm断面的侧面廓形变化影响权重分别为 76.82%、66.04%.2)当心轨轨头宽度为 20 mm时,侧面纵坡对各部分廓形变化影响均达到 50%以上;随着心轨轨头宽度的增大,心轨轨顶横坡对整体廓形变化影响权重由 21.8%增至 55.9%,侧面纵坡和复合圆弧段比例系数影响权重则分别减小 41.3%和51.3%.

    道岔固定辙叉B样条曲线钢轨廓形参数化设计DOE设计

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    温升作用下CRTS Ⅱ型板宽窄接缝受力及损伤分析

    刘笑凯刘学毅肖杰灵董佳佳...
    273-280页
    查看更多>>摘要：为研究宽窄接缝在温升作用下的受力和损伤,根据混凝土塑性损伤理论和内聚力理论,建立考虑新旧混凝土界面的宽窄接缝细部的有限元模型;计算不同温升条件下的宽窄接缝应力和损伤因子,并分析宽窄接缝强度和窄接缝宽度的影响.研究结果表明:窄接缝挤碎是一种渐变受压损伤,宽、窄接缝交界处断裂是一种脆性受拉损伤;与宽、窄接缝交界处断裂相比,窄接缝挤碎对结构受力影响更大;宽窄接缝尺寸不均匀导致宽、窄接缝交界处垂向受拉,这是宽窄接缝产生损伤的主要原因;提高宽窄接缝的混凝土强度可有效降低垂向拉应力和受拉损伤,但对纵向应力和受压损伤影响较小;为改善受力并降低损伤,建议宽窄接缝混凝土与轨道板等强,并且宽窄接缝上下等宽.

    无砟轨道CRTSⅡ型板式轨道宽窄接缝

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    高铁防水封闭层沥青混凝土冻融损伤演化模型

    李进石越峰肖鑫楼梁伟...
    281-288页
    查看更多>>摘要：为研究高速铁路防水封闭层用沥青混凝土(简称铁路沥青混凝土)的冻融损伤演化,制备了选用不同沥青和不同目标级配的 4种聚合物复合改性铁路沥青混凝土,分析重复冻融循环作用下多温域宏观力学性能的劣化规律.构建针对冻融损伤演化模型,并对反复冻融循环作用下的损伤度进行计算.研究发现:4种铁路沥青混凝土在 10次冻融循环作用后,各项力学性能指标的残留率均在 80%以上;低温断裂能指标对冻融循环次数的增加最为敏感,更能及时反映铁路沥青混凝土的力学性能劣化;基于统计可靠度理论构建的铁路沥青混凝土冻融损伤演化模型的拟合优度值均接近0.99.

    高速铁路防水封闭沥青混凝土冻融循环损伤演化模型

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    波形钢腹板梁焊接残余应力分布及试验验证

    冀伟刘勇
    289-297页
    查看更多>>摘要：为研究波形钢腹板梁焊接残余应力的分布规律,通过有限元软件建立其三维热弹塑性模型,利用热-力耦合分析技术对其焊接温度场和应力场进行有限元数值仿真,采用双椭球体热源和修改单元材料属性的方法实现能量输入和焊缝填充,并将模拟计算结果与实测值进行对比分析.结果表明:有限元预测的波形钢腹板梁残余应力分布与实测结果具有相同趋势,在波形钢腹板梁焊缝的弯折角处,残余应力发生一定幅度的连续应力波动;底板和腹板的残余应力峰值均出现在焊缝中心区域,其值分别为材料屈服强度的 1.30倍和 1.26倍;底板纵向残余拉应力在焊缝中心线两侧 78 mm范围内急速下降后缓慢过渡为压应力,在底板较窄一侧压应力线性增大,最大值约为材料屈服强度的 0.61倍;在底板较宽一侧压应力线性减小,并在边缘处转化为拉应力;焊接速度对残余应力分布扰动不大,而对残余应力峰值影响较显著;当焊接速度从 150 mm/min增加至 250 mm/min时,横向和纵向的残余应力最大值分别增加了27.11%和5.88%.

    波形钢腹板梁焊接残余应力热力学数值模拟焊接速度

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    单边空间索面曲梁独塔悬索桥主缆线形分析

    杨勇智
    298-306页
    查看更多>>摘要：目前空间索面悬索桥主缆成桥线形分析方法需要进行复杂的主缆微分方程求解,具有约束方程形式复杂、迭代收敛性受初值影响大等不足.为解决主缆线形求解过程收敛性问题,本文借鉴等代梁法思路,推导得到外荷载与主缆线形的几何关联方程,并进一步构造出求解空间主缆线形的两阶段分析方法:在粗算阶段,通过解耦处理将初值要求降到最低,得到"具有足够精度且确保收敛"的结果,作为精算阶段初值;在精算阶段,采用迭代计算得到空间主缆线形精确解.通过人行悬索桥算例验证两阶段分析方法的可行性和有效性,并使用有限元软件验证计算成果精度.研究成果表明:本文所提出的方法对初值要求低,无需专门构造初值,迭代循环剔除了变形相容条件及无应力长度计算,求解效率更高,并且能快速收敛得到主缆线形精确解,适用于单边空间索面曲梁独塔悬索桥主缆成桥线形分析.

    单边索面空间索面悬索桥主缆线形几何关联找形

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    疲劳裂纹气动冲击的维修机理及效果

    袁周致远吉伯海傅慧孟城...
    307-314页
    查看更多>>摘要：为探明气动冲击技术对钢桥面板疲劳裂纹的维修机理及修复效果,首先基于动力学理论,研究气动冲击过程中靶材的塑性变形规律,分析在塑性变形作用下的裂纹表面闭合过程;随后,采用数值模拟,探讨裂纹表面闭合部位的局部应力场及其在受载作用下的应力响应和变形规律;最后,通过疲劳试验对气动冲击的维修效果进行对比验证.结果表明:所提出的数学模型可对冲击深度进行预测,气动冲击过程中材料表面将产生显著的塑性变形,其冲击深度与横向变形近似相等;当裂纹断面横向相对变形量大于裂纹宽度时,会产生接触闭合及相互挤压行为,从而在接触闭合部位形成局部压应力区;该压应力能够一定程度上抵抗外荷载对裂纹表面的张拉作用,降低裂纹尖端应力强度因子,从而延缓或阻碍疲劳裂纹扩展.

    桥梁工程气动冲击数值模拟裂纹闭合应力强度因子

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    基于频域分析的高速列车侧风倾覆机理

    王铭李星星李小珍
    315-322,342页
    查看更多>>摘要：侧风作用下列车的动态环境以轮轨相互作用为主向,以空气动力作用为主演变,列车的侧风倾覆行为成为威胁列车行车安全性的主要诱因.首先,采用精细化车-轨耦合模型开展列车侧风倾覆的频域特性分析,以明确侧风倾覆响应对列车模型的敏感性;基于考虑模态特性的频域分析框架,推导脉动风及轨道不平顺与列车倾覆动力响应间的传递函数,结合相应参数进行分析,以直观揭示列车的侧风倾覆机理.结果表明:列车倾覆行为受绕车体下心侧滚模态和车体沉浮模态控制影响,其风荷载影响要明显大于轨道不平顺;在轨道不平顺激励下,第一阶模态贡献主要由轨向不平顺引起,第二阶模态贡献主要由高低不平顺引起,在脉动风荷载激励下,其顺风向脉动风分量起主要贡献;车速、风速和风向角的增大都会引起列车动力响应的增大,进而降低列车安全运营时的最大允许风速;失效概率的增大会降低动力响应的极值,进而提高安全运营风速.

    风效应高速列车侧风倾覆危险性频域分析解析模型

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