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移动载荷作用下含缺陷轨道结构动力行为研究
| 论文题名： | 移动载荷作用下含缺陷轨道结构动力行为研究 |
| 关键词： | 轨道结构;虚拟激励法;移动载荷;动力行为 |
| 摘要： | 铁路是现代科技的产物，其对加强区域间联系、带动国民经济发展有着重要的作用。1964年日本建成东海新干线（列车时速为210km），开始了现代高铁的时代。目前，我国拥有了世界上最快、最复杂的高速铁路体系。而作为列车重要承载体的轨道结构，长期经受着的移动随机轮轨力载荷作用，有可能发生刚度变化、沉降等不利缺陷，故其动力特性分析对于列车安全运行至关重要。因此，研究含缺陷的轨道-路基结构的动力行为对轨道-路基线路的科学合理设计具有指导性意义，为实际轨道维护更具有一定现实意义。 基于虚拟激励法基本原理，本文采用商业有限元软件ANSYS的二次开发，实现了移动载荷作用下含缺陷轨道结构的动力行为分析。通过建立三层弹性离散点支承Euler梁轨道结构垂向有限元模型，研究移动简谐荷载和移动随机荷载分别在扣件、道床以及路基缺陷下轨道结构的动力响应问题。 具体内容包括:1）针对轨道结构的模型建立、移动载荷类型和轨道结构缺陷的研究方法进行综述，进而确定本文采用的轨道结构模型，移动载荷以及结构缺陷的模拟方法;2）基于轨道动力学理论，给出有砟轨道结构垂向振动方程，并确定轨道结构的计算参数和有限元模型;3）介绍单点移动随机激励的虚拟激励法基本原理。将虚拟激励法与有限元软件ANSYS的二次开发有效地结合，实现了结构在单点移动载荷作用下的随机振动问题在ANSYS中的应用;4）在单点移动简谐荷载作用下，分别研究含扣件缺陷、道床缺陷和路基缺陷轨道结构的动力行为问题;5）在单点移动随机荷载作用下，分别研究含扣件缺陷、道床缺陷和路基缺陷轨道结构的随机振动问题。 结果表明:扣件缺陷较正常线路的轨道结构动力响应明显增大，尤其当扣件完全失效时，缺陷处钢轨位移急剧增加;道床缺陷较正常线路的轨道结构动力响应明显增大，尤其当道床完全失效时，缺陷处轨枕振动明显增强;路基缺陷较正常线路和扣件、道床缺陷的轨道结构动力响应显著增大，尤其当部分路基完全失效时，轨道各部件振动急剧增强，使轨道结构的整体性以及行车的运行品质存在严重隐患。 |
| 作者： | 逯云芳 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 仲伟秋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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