高速车轮不圆顺的轮轨动态响应及损伤机理与规律研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51475392
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    83.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0504.机械结构强度学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Out-of-round for wheel is an intrinsic damage phenomena of railway vehicles. It is significant in science and technology to investigate the dynamic wheel-track response and its damage mechanism and regulaties.Based on theoretical analysis, numerical simulation and experimental investigation, ranging from the level of constitutive relationship of materials to the level of structural response,the dynamic wheel-track response and damage mechanism of three types of out-of-round wheels (wheel flats, local defects and polygonization) will be studied in this proposal.The dynamic constitutive equations of base materials subjected to thermal-mechanical coupling fields will be derived firstly, and then the dynamic response of the wheel-track system for out-of-round wheels will be investigated theoretically,experimentally and numerically,respectively.Effects and affecting regulaties of key parameters on the characteristic response will be studied. On a consideration of coupling effect of the three elements,i.e. rolling contact fatigue damage,wear and plastic deformation, damage mechanism and evolutionary regulaties of wheel tread and rim will will be systematically explored, and the tolerances for wheel tread maintenance and safety management will be mastered.Present study may provide valuable gaidances to the match of wheel-track contact, wheel maintenance and safety management.
车轮不圆顺是铁道车辆车轮一种固有伤损现象,研究其轮轨冲击动态响应及其损伤机理与规律性具有重要的理论意义和工程价值。本项目拟采用理论分析、数值模拟和试验研究相结合的研究手段,从材料本构关系到结构响应的研究思路,研究高速车轮三种常见不圆顺形式(车轮扁疤、局部缺陷和多边形化)的轮轨动态响应及损伤机理与规律性;构建母材热-力耦合特性的动态本构关系,发展高速车轮不圆顺轮轨动态响应的理论分析模型,借助有限元方法模拟车辆-轨道系统的耦合动力学行为,分析关键参数对其特征动力学响应的影响规律;综合考虑滚动接触疲劳、磨损和塑性变形耦合损伤,研究踏面和轮辋损伤演变机制及规律性,确定车轮踏面与轮辋损伤维修与安全管理容限。为优化轮轨接触设计、材料匹配和车轮安全管理提供指导。

结项摘要

车轮不圆顺是铁道车辆车轮一种固有伤损现象,研究其轮轨冲击动态响应及其损伤机理与规律性具有重要的理论意义和工程价值。本项目采用理论分析、数值模拟和试验研究相结合的研究手段,开展了轮轨钢的动态力学特性及本构关系研究,发现了车轮钢的“第三类应变时效”现象,建立了轮轨钢动态本构关系;建立了含扁疤缺陷车轮-轨道系统的三维滚动接触有限元模型,系统表征了列车速度、扁疤长度和轴重等关键参量对轮轨冲击力学响应特征的影响规律,揭示了材料应变率效应抑制轮/轨塑性变形与热应力劣化轮/轨承载能力之间的耦合关系;针对车轮踏面剥离缺陷位置、尺寸和形状随机分布特点,将车轮踏面剥离引起的几何不平顺转换为轮轨接触界面的位移不平顺,建立了不同踏面缺陷情况下轮轨位移激励的数学模型,构建了轮轨接触耦合动力学响应的有限元仿真方法,系统研究了车轮踏面缺陷和多边形化引起的轮轨动态响应及损伤机理与规律,研发了轮轨接触随机不平顺的仿真分析软件。研究结果可为优化轮轨接触设计、材料匹配和车轮安全管理提供指导。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(12)
专利数量(4)
A dynamic simulation of the wheel–rail impact caused by a wheel flat using a 3-D rolling contact model
使用 3-D 滚动接触模型动态模拟车轮扁平引起的轮轨碰撞
  • DOI:
    10.1007/s40534-017-0131-0
  • 发表时间:
    2017-05
  • 期刊:
    J. Mod. Transport.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    L.L. Han;L. Jing;K. Liu
  • 通讯作者:
    K. Liu
A computational simulation study on the dynamic response of high-speed wheel-rail system in rolling contact
滚动接触高速轮轨系统动态响应计算仿真研究
  • DOI:
    10.1177/1687814018809215
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Advances in Mechanical Engineering
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Ma Xiaoqi;Jing Lin;Han Liangliang
  • 通讯作者:
    Han Liangliang
Finite element analysis of the wheel-rail impact behavior induced by a wheel flat for high-speed trains: The influence of strain rate
高速列车轮扁引起的轮轨碰撞行为有限元分析:应变率的影响
  • DOI:
    10.1177/0954409717704790
  • 发表时间:
    2018-04-01
  • 期刊:
    PROCEEDINGS OF THE INSTITUTION OF MECHANICAL ENGINEERS PART F-JOURNAL OF RAIL AND RAPID TRANSIT
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Han, Liangliang;Jing, Lin;Zhao, Longmao
  • 通讯作者:
    Zhao, Longmao
The Dynamic Tensile Behavior of Railway Wheel Steel at High Strain Rates
高应变率下铁路车轮钢的动态拉伸行为
  • DOI:
    10.1007/s11665-016-2359-y
  • 发表时间:
    2016-10
  • 期刊:
    Journal of Materials Engineering and Performance
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Jing Lin;Han Liangliang;Zhao Longmao;Zhang Ying
  • 通讯作者:
    Zhang Ying
The dynamic compressive behavior and constitutive modeling of D1 railway wheel steel over a wide range of strain rates and temperatures
D1 铁路车轮钢在各种应变率和温度下的动态压缩行为和本构模型
  • DOI:
    10.1016/j.rinp.2017.04.015
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Results in Physics
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Jing Lin;Su Xingya;Zhao Longmao
  • 通讯作者:
    Zhao Longmao

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  • 通讯作者:
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • DOI:
    --
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    --
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  • 通讯作者:
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泡沫金属固支夹芯圆板的大挠度变形分析
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    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    敬霖
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  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    敬霖;王志华;宋延泽;赵隆茂
  • 通讯作者:
    赵隆茂

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热-力载荷下高速铁路车轮扁疤引起的轮轨冲击力学响应与滚动接触疲劳机理研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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