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高速动车组与不同轨道结构垂向动力相互作用的比较分析
| 论文题名： | 高速动车组与不同轨道结构垂向动力相互作用的比较分析 |
| 关键词： | 铁路线路;轨道结构;垂向动力载荷 |
| 摘要： | 中国高速铁路近年来发展迅速，目前已经建成了1.9万公里高速铁路，形成了一个基本覆盖全国的巨大高速铁路网络。由于我国高速铁路的轨道结构类型较多，且不同的线路通常采用不同类型的轨道结构，因此高速动车组经常需要在不同的轨道结构上运行。以往的研究主要关注高速动车组与一种类型轨道结构的动力相互作用，关于高速动车组与不同类型轨道结构动力相互作用的对比则较少。由于不同类型轨道结构的结构和参数有明显不同，因此，有必要对高速动车组与不同轨道结构的动力相互作用进行比较，对比运行平稳性、行车安全性和轮轨动力作用方面的差异，为评估高速动车组对不同类型轨道结构的适应性提供参考。 本文基于车辆—轨道耦合动力学理论，建立了高速动车组与有砟轨道、板式轨道和双块式轨道相互作用的垂向耦合动力学模型。其中，有砟轨道模型考虑了扣件、道床和路基提供的三层弹性和阻尼，板式轨道模型考虑了扣件和CA砂浆层提供的两层弹性和阻尼，双块式轨道模型仅考虑了扣件提供的一层弹性和阻尼。 本文根据中国高速铁路无砟轨道谱进行数值模拟，得到了轨道随机不平顺样本，对轨道随机不平顺激扰下高速动车组与不同轨道结构的垂向动力相互作用进行仿真计算，从车辆运行平稳性、行车安全性和轮轨动力相互作用三个方面进行了对比分析。 由于轨道随机不平顺可以视为由不同波长和幅值的谐波叠加而成，且不同波长的轨道不平顺对车辆与轨道的动力相互作用影响不同，因此，有必要进一步对谐波型轨道不平顺激扰下高速动车组与有砟、板式和双块式轨道的垂向动力相互作用进行对比。本文首先分析了运行平稳性、行车安全性和轮轨动力相互作用指标随轨道谐波型不平顺波长和幅值增加的变化规律，然后对比了在不同波长、幅值的轨道谐波型不平顺激扰下，高速动车组在不同轨道结构上的动力学指标的差异。 由于短波不平顺会对车辆与轨道造成巨大的冲击，因此，选取钢轨焊缝不平顺作为激扰，对比短波不平顺激扰下高速动车组与有砟、板式和双块式轨道的垂向动力相互作用。分析了运行平稳性、行车安全性和轮轨动力相互作用指标随钢轨焊缝短波波长和幅值的变化规律，对比了钢轨焊缝不平顺激扰下高速动车组与不同轨道结构动力相互作用的差异。 对比分析发现，在轨道随机不平顺、轨道谐波型不平顺和钢轨焊缝不平顺激扰下，高速动车组与不同轨道结构的垂向动力相互作用存在一定差异，其中板式轨道和双块式轨道之间的差异较小，有砟轨道与板式轨道、双块式轨道之间的差异相对较为明显。 |
| 作者： | 袁玄成 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 翟婉明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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