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原文传递有砟轨道TQI关键参数对高速行车的影响研究

论文题名：	有砟轨道TQI关键参数对高速行车的影响研究
关键词：	高速铁路;有砟轨道;轨道质量指数;行车安全
摘要：	有砟轨道由于铺设简便、造价低廉、易于维修，在高速铁路中广泛应用。在列车和环境荷载作用下，散体道床的劣化导致轨道几何难于保持，形成轨道不平顺。轨道不平顺是车辆-轨道系统的激扰源，直接影响轮轨相互作用及列车的安全平稳运行。轨道质量指数TQI是评价轨道质量状态的重要指标，开展有砟轨道TQI关键参数对高速行车的影响研究，对于指导我国高速铁路养护维修、提高行车的安全性和平稳性有重要的现实意义和应用价值。　　本文以高速铁路有砟轨道为研究对象，基于车辆-轨道耦合动力学理论，应用多体动力学软件SIMPACK和有限元软件ABAQUS协同仿真，建立了高速铁路车辆-轨道刚柔耦合精细化动力学模型，对轨道单一不平顺、复合不平顺和随机不平顺对高速行车的影响进行了研究。本文的主要研究工作及成果如下: 　　(1)建立了超长线路车辆-轨道刚柔耦合协同仿真精细化动力学模型　　基于车辆-轨道耦合动力学理论，采用多体动力学软件SIMPACK建立了车辆系统刚体模型，借助有限元软件ABAQUS建立了有砟轨道实体模型，通过刚柔耦合实现多软件协同仿真，建立了轨道不平顺作用下的超长线路车辆-轨道刚柔耦合精细化动力学模型，并验证了模型的可靠性。　　(2)揭示了有砟轨道TQI关键参数对高速行车的影响规律　　基于所建立的车辆-轨道空间耦合动力学模型，研究了高低、轨向、水平、轨距、扭曲等TQI关键参数不同波长、不同幅值及不同车速下对高速行车的影响规律，并对各单一不平顺对高速行车的动力学影响进行了对比分析，提出了高速铁路有砟轨道几何不平顺管理标准建议值。　　(3)分析了轨道复合不平顺对高速行车的动力学影响特性　　在轨道单一不平顺对高速行车影响的研究基础上，研究了轨向-水平、轨向-高低、轨距-水平、轨距-高低等多种轨道复合不平顺形式对高速行车的影响规律。研究表明，复合不平顺对高速车辆动力学性能的影响随着复合不平顺幅值组合的增大而增大，随着复合不平顺波长的增大而减小。　　(4)探讨了轨道随机不平顺激扰下高速车辆的动力学特性　　基于对国内外轨道谱的对比分析，将德国低干扰谱和国内某些有砟高速线路实测轨道不平顺作为随机不平顺研究对象，利用所建立的车辆-轨道耦合动力学模型，探讨了轨道随机不平顺对高速行车的影响特性，结果表明列车在轨道随机不平顺的激扰下具有明显的随机振动特性。　　本文基于车辆-轨道耦合动力学理论，通过建立的超长线路车辆-轨道耦合动力学模型，揭示了有砟轨道单一不平顺、复合不平顺、随机不平顺作用下的高速车辆的动力学特性，提出了高速铁路有砟轨道几何不平顺管理标准建议值，对高速铁路有砟轨道的养护维修具有重要的指导意义。
作者：	赵立宁
专业：	道路与铁道工程
导师：	蔡小培
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文