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移动随机荷载下含缺陷轨道结构振动分析
| 论文题名： | 移动随机荷载下含缺陷轨道结构振动分析 |
| 关键词： | 铁路运输;轨道结构;振动特性;移动随机荷载 |
| 摘要： | 随着客运高速化和货运重载化的发展，铁路运输在交通运输体系中的地位越来越重要。而轨道结构作为铁路运输的基础，在列车荷载的反复作用下，往往会出现扣件失效、轨枕吊空、路基不均匀沉降等不利缺陷。这些缺陷的存在对列车的安全运行十分不利，并极大地加快了轨道结构的疲劳损伤。鉴于此，国内外众多学者对其进行了研究，但为简化问题，一般都用确定性激励来模拟列车荷载。然而，由于轨道随机不平顺的客观存在，列车荷载实际上为随机激励。因此，采用随机过程模拟列车荷载，研究移动随机载荷作用下含缺陷轨道结构系统的振动问题，对轨道线路的设计、养护和维修更具有实际意义。 本文基于虚拟激励法，给出了移动随机荷载作用下轨道结构随机振动分析的基本原理和在有限元软件ANSYS中的实现流程，并建立考虑相邻道床块间剪切效应的三层离散点支承Euler梁轨道模型，以此研究了扣件失效、轨枕吊空和路基不均匀沉降对轨道结构随机振动特性的影响。 研究结果表明:1）当轨道线路出现缺陷时，缺陷处及毗邻正常支承轨道结构各组件的振动都有了明显加剧，并且缺陷越严重，各组件的随机振动也越显著，对保持轨道结构稳定性和线路平顺性也越为不利;2）扣件失效和轨枕吊空对缺陷处及毗邻正常支承轨道结构各组件的位移功率谱在频域内的分布情况产生了一定的影响，并且连续失效扣件或吊空轨枕数目越多，影响范围越广，影响作用也越显著;3）路基不均匀沉降对轨道结构各组件的位移和加速度响应功率谱在频域内的分布情况均产生了很大的影响，尤其当沉降幅值处路基刚度和阻尼为零时，这种影响作用将变得非常明显，不容忽视;4)单个扣件失效和单个轨枕吊空的影响范围相同，均为包括缺陷区段在内的左右两侧共6个轨枕间距，并且距离缺陷处越远的轨道结构，其随机振动特性受到扣件失效或轨枕吊空的影响也越弱;5）在扣件失效、轨枕吊空和路基不均匀沉降这三种缺陷形式中，路基不均匀沉降对各组件振动位移和振动加速度的影响最为显著，对轨道结构稳定性和平顺性的破坏也最严重;6）单个扣件失效和单个轨枕吊空对轨道结构各组件随机振动位移的影响基本相同，而对于各组件随机振动加速度的影响，前者要略大于后者，但差别不大;7）连续两个轨枕吊空对轨道结构各组件振动位移的影响要明显大于连续两个扣件失效，但对于振动加速度的影响，不存在明显的强弱规律。 |
| 作者： | 杨建栋 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 仲伟秋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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