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侧支撑长枕式减振轨道弹性垫板参数研究
| 论文题名： | 侧支撑长枕式减振轨道弹性垫板参数研究 |
| 关键词： | 减振轨道;侧支撑弹性垫板;刚度;阻尼;车辆-轨道耦合动力学理论 |
| 摘要： | 为了降低城市轨道交通引起的环境振动和噪声污染，轨道建设中采用了多种型式的减振轨道。其中轨枕式减振轨道因结构简单、施工方便、工程造价低、减振效果好，应用尤为广泛。既有的轨枕式减振轨道为套靴包裹结构，其减振能力主要取决于弹性材料的压缩变形，由于套靴结构在使用过程中容易积水，使弹性材料减振性能降低，导致线路的动态变形增大，轮轨动态作用加剧，车辆与轨道的振动增强，从而影响轨道结构稳定性及车辆运行安全性、平稳性。本论文作者所在的研究团队提出了一种新型侧支撑长枕式减振轨道，解决了弹性部件容易积水的问题。 本文首先建立了侧支撑长枕式减振轨道有限元模型，研究了垫板不同几何参数对节点支撑刚度、阻尼的影响；然后基于车辆-轨道耦合动力学理论，分析了减振部件的节点支撑刚度、阻尼对车辆/轨道耦合系统动力学响应的影响规律，确定了节点支撑刚度、阻尼的合理取值范围；最后分析了轨道结构关键动力学参数对侧支撑长枕式减振轨道动力学性能的影响，得出以下主要研究结论。 (1)减振部件的节点支撑刚度与垫板的厚度、空间倾斜量、纵向长度、垂向高度有关，其值随厚度的增大而减小，随空间倾斜量、纵向长度、垂向高度的增大而增大。阻尼变化趋势与刚度相同。 (2)随着减振部件节点支撑刚度的增大，轮轨之间的冲击作用增大，车体的振动加速度和脱轨系数有所减小，钢轨和轨枕的垂向位移、垂向振动加速度随之减小，传递给道床的振动能量增大。随着减振部件节点支撑阻尼的增大，轮轨之间的冲击作用减小，车体的振动加速度和脱轨系数有所减小，钢轨和轨枕的垂向位移、垂向振动加速度随之减小，传递给道床的振动能量减小。 (3)减振部件节点支撑刚度的合理取值范围为8~40kN/mm，节点支撑阻尼的合理取值范围为500kN·s/m以内。建议尽量采用通过改变减振部件节点支撑刚度的方法适应不同等级的减振需求。 (4)侧支撑长枕式减振轨道结构扣件刚度的增大对车体的垂向振动加速度和钢轨的垂向位移影响较大;随着列车运行速度的增大，侧支撑长枕式减振轨道结构的各项动力学指标随之增大，尤其是各项加速度指标。 |
| 作者： | 张鹏 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 石广田;和振兴;苗兴旺 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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