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铁路钢轨振动及其纵向传递特性研究
| 论文题名： | 铁路钢轨振动及其纵向传递特性研究 |
| 关键词： | 铁路钢轨振动;稳态振型图;轨下刚度;轨枕间距;纵向传递距离 |
| 摘要： | 为了解决钢轨振动传递能传多远这个问题，首先我们必须要掌握钢轨的相关振动传递特性。针对此问题，本文在目前国内外研究的基础上建立了一个81m长的实体单元钢轨振动分析模型，研究了实体钢轨在0-40kHz之间的垂向振动传递特性和横向振动传递特性，并给出了1/3倍频程中心频率点实体钢轨的稳态振型图和钢轨激励点横截面（轨头项部、轨头侧面、轨腰）三处的位移导纳图。对比分析了钢轨在不同刚度、不同阻尼、不同轨枕间距对钢轨垂向振动特性和横向振动特性的影响。最后通过衰减率计算，得到钢轨在垂横向振动中能传递的最远距离。 研究结果表明，当频率在小于钢轨垂、横向共振频率时，钢轨的垂、横向受力变形相当于静力作用，随频率的增大变形增大。当频率大于垂横向共振频率后，钢轨振动变形快速扩展到整个钢轨。随着频率的增大，钢轨在垂向振动中，轨底翼缘会首先产生较大变形，上万赫兹后钢轨变形主要集中在轨头部位;在横向振动中，轨头部位首先产生较大变形，然后变形主要体现在轨腰位置。 钢轨振动传递上，距离激励点越远，振动衰减越大，随着振动频率的增大，钢轨纵向不同位置间的振幅差距越来越小。轨下刚度的变化对钢轨垂、横向振动的影响主要集中在5kHz以前，5kHz以后刚度变化对钢轨振动没有影响。轨下阻尼对全频率钢轨垂、横向振动都有影响，且随着阻尼的增大，振幅逐渐变小。轨枕间距虽然对整个频率都有影响，但仅对pinned-pinned振动有规律性影响。 最后本文研究了钢轨垂、横向振动的传递距离。研究了阻尼对钢轨垂、横向振动传递距离的影响，阻尼越大，传递的距离越短，但随着频率的增大，阻尼对传递距离的影响在变小。然后通过计算衰减率，得出横向振动传递距离要比垂向振动传递距离要远很多，最小衰减率的频率点也有不同，但是都发生在钢轨横截面的相同位置。 |
| 作者： | 刘云 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 李成辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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