原文传递
地铁弹性体轮轨耦合系统振动特性研究
| 论文题名： | 地铁弹性体轮轨耦合系统振动特性研究 |
| 关键词： | 轮轨耦合系统;弹性体;振动特性;有限元分析;地铁轨道;轮轨振动 |
| 摘要： | 随着城市轨道交通的快速发展，减振降噪要求越来越严格，因此，不同类型的减振轨道得到广泛的应用，但是随之却出现了一些严重的轮轨振动噪声、钢轨异常波磨及扣件崩折等问题，造成了养护维修工作量和费用的大幅增加，并威胁运营安全。对轮轨振动的有效控制，必须掌握作为弹性体轮轨相互作用时的振动特性和实际运行过程中的动力特性。本文在总结和归纳国内外现有轮轨振动研究的基础上，结合国内常用的地铁轨道类型，从弹性体轮轨耦合振动的角度研究了地铁常见轮轨系统的垂向振动传递特性和动力特性。主要研究内容和结论如下: (1)建立了弹性车辆-轨道耦合系统的振动分析有限元分析模型，通过传递特性分析，在频率0Hz～1000Hz范围内，轮对的振动型式并没有因为与轨道耦合而发生明显的改变，在频率410Hz～450Hz范围内，轮对在垂向激励的作用下仅发生横向的伸缩振动。 (2)普通整体道床轨道在频率范围320Hz～380Hz内，梯形轨枕轨道在频率范围290Hz～402Hz内，钢弹簧浮置板轨道在频率范围300Hz～380Hz内，钢轨与车轮，钢轨与轨道板（轨枕），均发生反共振。在此频率范围内钢轨与车轮会产生一个相互的“锤击”作用，增大了轮轨作用力，易诱发钢轨异常波磨。 (3)由于轮轨振动的影响扣件受力幅值变化大，易造成扣件疲劳。钢轨与轨道板（轨枕）的反共振会增大扣件的上拔力，轮对的振动变形还会增大钢轨的横向作用。这些因素的共同作用，易造成扣件的崩折损坏。 (4)三种轨道结构的钢轨，在主要振动频率范围振动随着速度的增加而增大，并且更容易在某些特殊频率下发生共振或反共振诱发钢轨波磨;梯形轨枕轨道轨枕的主要振动频率在134Hz附近，轨道锤击试验得到的频响函数表明轨枕与钢轨在134Hz出现振动峰值，这与梯形轨枕轨道钢轨出现的异常波磨频率134Hz一致，说明轮轨振动是诱发梯形轨枕轨道钢轨异常波磨的主要因素，并且控制速度不能够有效的控制轮轨134Hz处的振动。 (5)列车运行时轮轨振动加速度的峰值主要是由轮轨在主要振动频率下的振动引起。 本文以弹性建模为基础，主要结构均考虑为弹性，除了车体和转向架进行了简化外，其他所有结构均与实际一致。通过与现场测试进行对比分析，验证了模型和结论。本文的研究可为后续的轮轨振动控制研究提供一定的理论和试验依据。 |
| 作者： | 刘景宇 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 谷爱军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
