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结构与试验方法对TPEE弹性垫板刚度及测试结果的影响
| 论文题名： | 结构与试验方法对TPEE弹性垫板刚度及测试结果的影响 |
| 关键词： | TPEE弹性垫板;刚度值;有限元建模;扣件系统 |
| 摘要： | 本文以轨道交通用重载扣件系统中轨下弹性垫层中TPEE弹性垫板作为研究对象，重点对其刚度性能进行试验检测，探讨了影响其刚度性能的两个因素：结构和试验方法。首先通过ABAQUS有限元分析软件对其进行仿真分析，确定较优结构模型；其次利用仿真分析和试验两种手段证实所选结构满足技术要求，并进一步验证试验方法改变对刚度值的影响；最后对垫板试验过程中垂向刚度工装进行设计。本文的主要研究内容如下： 1.通过阅读大量的文献资料，综述了重载扣件系统中轨下弹性垫层作用和原理；介绍了铁垫板下弹性垫板的种类及其作用，并重点介绍了TPEE弹性垫板的性能。 2.对TPEE弹性垫板进行有限元建模分析，支承钢板和载荷分布钢板为金属材料，采用经典力学参数模拟其线弹性，弹性模量设为210000MPa，泊松比为0.3。重载垫板采用TPEE材料参数模拟，D55硬度。对凸台直径、横纵向间距、椎角大小和垫板厚度四种参数化因素进行L16（45）有限元正交仿真分析研究。结果表明：横纵间距是影响TPEE弹性垫板垂向静刚度性能的主要因素，其次是椎角大小和凸台直径，而垫板厚度的影响最小。并进一步针对满足静刚度要求的试验号（4＃）和试验号（10＃）垫板，拟合其体积和应力参数，结果表明：试验号（4＃）垫板优于试验号（10＃）垫板；以试验号（4＃）垫板为最终模型。 3.对TPEE弹性垫板的主要性能：静刚度、动刚度、疲劳性能进行试验。结果表明：TPEE弹性垫板的动静比为1.33，满足《WJ-12型扣件技术条件（暂行）》中规定铁垫板下弹性垫板的动静刚度比应不大于2.0的要求；测试结果与有限元分析结果相吻合，误差在10％以内。 4.对在试验过程中影响TPEE弹性垫板刚度性能的试验方法进行研究，分析了打表位置、加载头面积、摩擦系数和紧固扭矩对TPEE弹性垫板主要性能静刚度性能、组装疲劳性能的影响。结果表明：打表位置距加载头边缘越远，静刚度越大；加载头面积越大，静刚度越大；摩擦系数越大，静刚度越大；随着紧固扭矩的增大，疲劳前后的节点垂向刚度增大，但刚度变化率减小；测试结果与有限元分析结果相吻合，误差在10%以内。 5.针对TPEE弹性垫板复杂的试验工况及不同的试验条件，设计了三套试验工装：垫板垂向刚度工装、加载头面积-静刚度工装、摩擦系数工装。结果表明：该套工装的强度、疲劳性能均满足试验要求，且通用性高，成本低。 |
| 作者： | 刘晓倩 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 王进 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南工业大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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