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轨道结构病害对车辆轨道耦合动力学的影响
| 论文题名： | 轨道结构病害对车辆轨道耦合动力学的影响 |
| 关键词： | 板式无砟轨道;有限元分析;结构病害;耦合动力学;轮轨系统 |
| 摘要： | CRTSII型板式无砟轨道以其高稳定性、高平顺性、轨道变形缓慢和维修周期长等特点广泛应用于我国高速铁路建设中。如今，无砟轨道已经铺设于京沪高速铁路以及大部分客运专线上。CA砂浆是CRTSII型板式无砟轨道关键结构层，也是它最薄弱的部分，在其使用期间势必会出现一定程度的破坏，从而使轨道板与CA砂浆层之间产生离缝病害，进而影响轨道结构的动力特性。本文主要针对CA砂浆离缝对CRTSII型板式轨道动力特性的影响进行研究，主要开展了以下几方面的研究。 （1）总结了国内外无砟轨道的研究和使用情况以及轮轨系统动力学的研究现状 在对国内外无砟轨道的研究及使用历程进行全面调研的基础上，主要针对德国、日本无砟轨道的研究及使用历程和主要的无砟轨道型式的结构特点进行了全面系统的总结分析，并对我国无砟轨道的研究及使用历程进行了系统地阐述。总结了国内外轮轨系统动力学的研究现状，在此研究基础上确定了本文的研究内容及创新点。 （2）建立了车辆-轨道-路基耦合垂向动力学分析模型 根据CRTSII型板式轨道结构型式与技术特点，对整体系统中的车辆子系统以及轨道子系统分别做合理的简化，基于轮轨系统耦合动力学理论和有限元法，使用ABAQUS有限元软件，建立了车辆-轨道-路基耦合垂向动力学分析模型，并以轨道几何不平顺作为系统激励源，证明了综合考虑中长波不平顺和短波不平顺的必要性，研究了扣件刚度与阻尼、砂浆刚度与阻尼、支承层刚度等结构参数对轮轨系统的动力学特性的影响，在此研究基础上对未来轨道结构的设计提出了合理的建议。借助已有试验数据和研究成果，对本文的计算结果进行了验证。 （3）CA砂浆离缝对轮轨系统动力特性影响 在上述的车辆-轨道-路基耦合垂向动力学分析模型中，引入CA砂浆离缝模式，考虑CA砂浆离缝的不同离缝长度、离缝高度和车速等影响因素，对轮轨系统的动力学特性的影响。分析了车速300km/h，离缝高度/长度为3mm/1.2m的工况下轮轨系统的动力学特性。 （4）CA砂浆离缝和路基不均匀沉降共同作用对轮轨系统动力特性影响 在上述的车辆-轨道-路基耦合垂向动力学分析模型中，同时引入CA砂浆离缝模式和典型余弦沉降模式，考虑路基典型余弦沉降的不同沉降波长、沉降幅值和车速等影响因素，对轮轨系统的动力学特性的影响。分析了车速300km/h，离缝工况为3mm/1.2m，沉降的工况为15mm/20m情况下轮轨系统的动力学特性。 |
| 作者： | 巢航宇 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 冯青松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华东交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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