详情

原文传递高速铁路曲线段动力特性分析

论文题名：	高速铁路曲线段动力特性分析
关键词：	高速铁路;曲线段;无砟轨道;轮轨响应;动力特性
摘要：	高速铁路普及是本世纪铁路发展的重大突破，在列车高速运行过程中，车辆—线路相互作用动态响应随列车运行速度的提高而加剧，尤其在曲线段，由于铁路轨道自身的不平顺性，导致系统的动态响应明显增大。因此，完整分析高速铁路曲线段的动态响应规律，对进一步提高列车通过曲线时的安全性、舒适性及其轨道结构的稳定性显得十分重要。　　本文依据高速铁路线路设计规范，设置不同曲线半径条件下的线路几何参数，建立完整的机车辆—线路系统空间模型，依据中国高速铁路轨道谱生成波长范围2～200m的随机不平顺与0.1～2m波长范围的日本短波不平顺叠加，作为系统模拟的激励源，并构建轮轨空间接触模型;利用多体动力学仿真软件UM进行仿真计算，详细分析不同曲线参数条件下车体、轮轨相互作用及轨道动态响应。通过仿真分析可得出以下结论: 　　(1)根据系统动力响应分析可知，基于中国无砟轨道不平顺严格的管理标准，中国无砟轨道谱表现出优异的动力学性能，满足列车以250km/h、300km/h、350km/h设计速度安全、舒适的通过曲线段。在探索列车以400km/h时速通过曲线段时发现，列车运行时的轮轨动态响应指标大幅增加，脱轨系数接近0.8，由此可见，若在现有标准情况下进一步提高列车运行速度至400km/h，不但会大幅增加运营成本，而且安全性也无法充分保证。　　(2)当列车至缓圆点和圆缓点处时，安全性、平稳性等指标出现突变值;当进入圆曲线运行时，出现最大的稳态值;由此可见圆缓点和缓圆点时制约列车运行安全性的关键位置。随圆曲线半径的增大，脱轨系数，轮重减载率、车体横向加速度、轮轨横向力等指标参数呈递减趋势，但当半径超过9000m时，这种趋势不再明显，此时，列车运行速度成为影响系统动态响应主要因素。　　(3)对于列车高速运行时车体、轨道的动态频域响应而言，车体垂向振动加速度主要振动范围集中在0.5～10Hz，而车体横向振动加速度、轮轨横向力及脱轨系数的峰值频率较为接近，其主要频率集中在1.5Hz左右的低频振动;钢轨的垂向位移及轮重减载率峰值频率出现在40～50Hz范围内。因此，提高高速铁路曲线段的行车品质以及轨道结构的稳定性，应加强对10Hz以下的低频振动以及40～50Hz频域段的振动控制。
作者：	杨星光
专业：	道路与铁道工程
导师：	刘永孝
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州交通大学
学位年度：	2018
正文语种：	中文