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考虑支承元件损伤的地铁车轨耦合振动研究
| 论文题名： | 考虑支承元件损伤的地铁车轨耦合振动研究 |
| 关键词： | 地铁车辆;车轨系统;耦合振动;支承元件;参数优化 |
| 摘要： | 地铁车辆与轨道系统的耦合振动是一个非常复杂的问题，随着列车运营时间的增长，轨道系统发生损伤或失效在所难免。为系统地分析支承元件损伤或失效对车轨系统耦合振动性能的影响，本文建立了多编组地铁列车-浮置板轨道-衬砌-地基二维耦合动力分析模型，编制Matlab数值求解程序并分析扣件、钢弹簧等支承元件损伤（或失效）对车轨系统动力响应的影响。首先，在本文所建模型和程序的基础上，得到系统振动响应并与现有文献结果进行对比，验证模型和程序的正确性。其次，在考虑浮置板结构之间有剪力铰作用的情况下，研究轨道随机不平顺对车轨系统振动的影响，并基于车轨耦合振动响应分析得到支承元件的优化参数。最后，建立支承元件损伤或者失效情况下的车轨系统振动模型，探讨不同损伤或失效情况对车轨振动性能的影响，以及不同行车速度对损伤车轨系统振动性能的影响。主要研究内容及创新点如下: (1)建立多编组地铁列车-浮置板-衬砌-地基的二维耦合动力学模型，运用Matlab软件进行编程数值求解，对比验证了模型和程序的正确性。 (2)基于所建模型并考虑剪力铰的影响计算有无轨道随机不平顺工况下的车轨系统动力响应，研究轨道随机不平顺谱对车轨系统振动性能的影响。并计算各种支承元件（钢弹簧和扣件）参数组合下车轨的各项振动响应，结合轨道变形要求，通过对比分析得到钢弹簧和扣件的最优参数取值。 (3)建立钢弹簧损伤下的车轨振动模型，研究钢弹簧损伤数量、损伤程度以及损伤发生位置对车轨系统振动产生的不同影响。并得到了在有钢弹簧损伤时，行车速度变化对车轨耦合振动响应的影响。 (4)考虑扣件失效对车轨系统振动响应的影响，研究不同的扣件失效数量、扣件失效位置情况下的车轨振动响应的变化，以及扣件失效时不同行车速度下的车轨振动响应。 |
| 作者： | 史文超 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 魏新江 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 安徽理工大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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