考虑剪力铰作用的预制短型钢弹簧浮置板轨道动力响应研究

为了研究预制短型钢弹簧浮置板轨道的剪力铰力学参数合理设置问题,采用刚体动力学和有限元直接刚度法建立了车辆?轨道垂向耦合动力学模型,其中预制轨道板间的剪力铰力学作用采用抗弯和抗剪弹簧元件模拟.计算分析了剪力铰刚度、预制轨道板长度和钢弹簧刚度对车辆?浮置板轨道耦合系统动力响应的影响规律.结果表明:相较于现浇长板,预制短板在...     

非线性浮置板轨道减振系统的工程化设计研究

针对传统浮置板轨道低频隔振性能差和轨道系统振动响应大的问题,在对浮置板隔振器载荷特征分析的基础上,提出了系统设计优化目标,基于非线性阻尼隔振技术和动力吸振技术,通过理论分析、数值仿真、实尺轨道试验与在线测试相结合的方法,研发了非线性浮置板轨道系统及其部件,并完成了工程落地。研究表明：非线性阻尼、动力吸振器和非线性浮置板系统对浮置板一阶固有频率附近的隔振器支反力、浮置板振动加速度和隧道壁分频振级有较好的振动控制作用,其中非线性浮置板系统(非线性阻尼隔振器与动力吸振器的组合)的减振效果最明显(低频减振效果明显),非线性浮置板轨道系统可以较好抑制动力吸振器在偏离设计频率时出现的振动放大问题;动力吸振器的振动加速度大于浮置板振动加速度,而两者位移基本相当,表明动力吸振器可以较好的吸收浮置板轨道的振动,而不会产生较大的相对位移,保证列车的行车安全性。     

市域快线预制钢弹簧浮置板轨道振动特性研究

为探究钢弹簧浮置板轨道在市域快线中的适用性,有效模拟市域列车与浮置板轨道之间的动态相互作用,进行浮置板轨道结构的参数优化分析。基于车辆?轨道耦合动力学理论,建立 CRH6 动车?预制钢弹簧浮置板轨道耦合动力学模型,该模型将车辆视为由车身、车架和轮组组成的多刚体系统,考虑了各部分的横向、纵向、侧滚、摇头和点头运动。将钢轨视为弹性点支承的伯努利?欧拉梁,根据实际扣件节点间距布置钢轨支撑点,考虑左右钢轨的垂向、侧向和转动自由度。将浮置板的垂直方向视为弹性地基上的双向弯曲弹性板,水平方向视为刚体,考虑其平移和转动自由。考虑混凝土基础为弹性基础上的双向弯曲弹性板。轮轨之间的法向力由赫兹非线性弹性接触理论确定,切向力由非线性蠕变理论确定。研究表明,传统上用于低速线路的预制钢弹簧浮置板式轨道实际上可以用于市域快线乃至市域快线领域,预制式钢弹簧浮置板轨道可以在满足列车运营安全的前提下达到显著的减振效果。侧置式隔振器的发明是提高浮置板轨道稳定性的新探索,相比传统单纯增加浮置板轨道厚度,进而提高轨道质量并提升其稳定性的做法,采用浮置板侧置隔振器无疑是经济而有效的。因此,该预制式钢弹簧浮置板轨道能够满足市域快线高速行车的要求,同时研究成果可为时速 160 km 预制钢弹簧浮置板道床的动力学设计提供支撑。     

浮置板道床非线性动力特性分析

本文针对新型的浮置板减振轨道，建立了具有三次非线性和Coulomb摩擦阻尼的的动力学模型，利用Fourier级数法和谐波平衡法，研究了列车荷载作用下浮置板轨道系统的频率响应特性，通过对弹簧刚度、阻尼等参数的研究，分析了系统参数对浮置板轨道减振特性的影响，并应用能量守恒方法研究了稳态响应的稳定性。     

城市轨道工程浮置板施工技术

钢弹簧浮置板减振道床在地铁减振降噪方面具有非常重要的作用,但因其施工周期长、精度要求高、工序复杂,一直是轨道工程施工的重点和难点。本文结合具体工程实例,对浮置板施工工艺、技术要点及质量控制重点进行了详细介绍,为同类工程施工提供借鉴。     

基于浮置板轨道的轮轨振动仿真分析

计算分析浮置板参数对噪声和振动的关系,为浮置板参数的工程设计提供参考.以考虑不平顺度的轮轨振动模型为基础,采用ANSYS有限元分析软件,模拟列车动载荷作用下浮置板轨道结构的瞬态响应.分别对不同的浮置板隔振器刚度和阻尼进行计算分析,确定其参数对振动和噪声的影响.计算分析表明,浮置板轨道结构对减小振动和噪声十分有效,其刚度和阻尼参数对减小轨道振动和基础反力有不同的效果.     

短型浮置板轨道系统隔振性能研究

将浮置板轨道结构视为一个隔振黑匣子,定义质量比、刚度比、阻尼比例系数三个无量纲系数以反映该隔振系统的物理特性,以欧拉梁模型模拟钢轨,以刚体模型模拟短型浮置板,推导该系统的运动方程;用傅氏变换的方法将其从时间--空间域转换到频率一波数域,改变三个比例系数,研究系统传递特性(弥散方程及传递率)的变化,从而深入探讨短型浮置板轨道结构形式的变化对系统隔振效果的影响.     

城市地铁浮置板施工方案技术经济工期分析

作者从技术方案、经济效益、施工速度三个角度分析了城市地铁轨道浮置板道床三种施工方案的优劣，为以后类似工程施工方案的选定提供了借鉴。     

浮置板轨道横向振动的谐响应分析

建立浮置板轨道横向运动的数值模型，并考虑钢轨的扭转变形，得到钢轨轨头部以及浮置板在谐振作用下的横向位移响应以及钢轨扣件、钢弹簧的支承力。同时在ANSYS中建立浮置板轨道的有限元模型，与数值模型相对比，得到的结果相吻合。对数值模型在不同激励力和不同的支承条件下进行谐响应分析，得到钢轨和浮置板在0-500Hz频段内的横向运动状态。     

浮置板橡胶减振支座疲劳老化特性试验研究

通过试验手段对疲劳荷载这一影响橡胶支座时效特性的最主要因素加以研究。与一般的疲劳试验不同,所述的时效特性试验并非校验试验,而是在疲劳试验进程中,定期采集橡胶支座的载荷-变形数据,进而得到橡胶支座的等效动刚度及等效阻尼比等重要参数与试验持续时间的变化关系。如果将加速疲劳试验时间折算到正常工况下的工作年份,便可以得到橡胶支座的物理力学特性与工作年份的变化关系。     

TID隔振器浮置板轨道低频减振特性研究

为了实现对地铁低频环境振动的控制,提出了一种基于TID(Tuned inerter damper,调谐惯容阻尼器)的浮置板板下隔振器,并以此形成新型浮置板轨道结构。分别探究了TID隔振器浮置板轨道的低频弹性波传播特性、简谐点荷载作用下振动特性以及列车荷载作用下减振效果;结合多目标遗传算法,开展了TID参数优化分析。结果表明：TID的引入使得传统钢弹簧浮置板新增弯曲波带隙,实现了对板内弹性波的调控;浮置板低频共振所致的振动放大问题得到较大改善。TID隔振器浮置板轨道在4 Hz～16 Hz频率范围内的减振效果得以提升,浮置板振动响应也得到减弱。     

钢弹簧浮置板轨道对车内噪声影响的实测与分析

在列车经过钢弹簧浮置板地段时,车内产生中低频噪声,影响着人们乘车环境舒适性。通过对不同钢弹簧浮置板轨道地段车内噪声的对比测试,分析钢弹簧浮置板轨道对车内噪声的影响,结果表明采用高阻尼钢弹簧浮置板轨道可有效降低车内噪声。     

轨道减振器与弹性支承块或浮置板轨道组合的隔振性能分析

轨道交通运行引起的地面振动或高架轨道的高架桥结构振动源于轨道结构振动，对于几十赫兹到几百赫兹频率范围的轨道结构振动，应用轨道减振器、弹性支承块和浮置板可以得到比较好的减振降噪效果。本文在频域建立了轨道结构模型和车辆一轨道系统相对位移激励模型，分析计算了钢轨垫片／轨道减振器一弹性支承块／浮置板轨道结构的隔振性能，以及相对位移激励下轮轨间动载荷和传递给基础的力。结果表明，与垫片一弹性支承块／浮置板轨道相比，轨道减振器一弹性支承块／浮置板轨道组合可以在中频范围大大降低轮轨动态作用力，并且在中、高频段具有更好的隔振性能。     

钢弹簧浮置板中低频振动特性分析

为了探究高架线路上钢弹簧浮置板减振轨道在外激励作用下的振动特性,建立了钢弹簧浮置板减振轨道-箱梁桥三维有限元模型,以美国六级谱激励下的轮轨力作为输入,对钢弹簧浮置板减振轨道的振动特性进行了系统的研究;在此基础上,分析了不同刚度的钢弹簧对在整体轨道结构振动的影响。研究结果表明：浮置板结构的振动特性以纵向上的弯曲振动为主,同时存在不均匀分布的局部振动特性,因此利用三维有限元模型才能很好的研究浮置板结构的整体和局部振动特性。整体轨道结构在中低频段的振动明显,其中钢轨的主振频率集中在200-250Hz以及425-475Hz;浮置板在150Hz以下的低频段振动密集,主振频段与钢轨一致,但在425-475Hz的振动幅值与低频段相近;浮置板在主振频段的弯曲振动不是规则的同幅值正弦形式,其幅值呈逐渐递增或递减分布。钢弹簧刚度对钢轨50Hz以下的振动频率分布有一定的影响;主要影响浮置板结构的整体振动形式,在频率较低时对振动幅值及局部振动形式也有较大的影响。     

浮置板轨道动柔度计算方法及隔振性能研究

根据浮置板轨道的结构特点,建立了能反映浮置板轨道动态特性的力学模型,并提出了该模型的动柔度求解方法,通过数值计算分析了浮置板轨道的隔振性能及其影响因素。计算结果表明,浮置板轨道的隔振性能在中频段受浮置板自身弯曲振动固有特性影响较大;在同一块浮置板跨度内不同位置处其隔振性能有些差别,但在大多数位置隔振性能变化不大。改变单块浮置板长度对轨道系统的隔振性能影响不是很大,不同长度的浮置板传递给基础的力沿轨道方向的衰减过程是相似的。     

成都地铁钢弹簧浮置板道床减振性能分析

为评价成都地铁钢弹簧浮置道床的实际减振效果,选取线路条件基本相同的断面,分别对圆形盾构隧道直线段和曲线段的钢弹簧浮置板道床以及对应的普通整体式道床进行现场测试。在时域和频域内分析了钢弹簧浮置板道床减振段隧道壁垂向振动特性与实际减振效果。结果表明：（1）在圆形隧道直线段和曲线段中运用钢弹簧浮置板轨道均可对隧道壁振动起到很好的减振作用,隧道壁减振效果分别为22.16dB和19.15dB;（2）直线段和曲线段钢弹簧浮置板轨道的显著减振频率范围分布为25Hz~200Hz和40Hz~200Hz,但均在6.3~16Hz表现出振动放大现象。     

地铁浮置板轨道系统导纳特性与钢轨波磨关系研究

为了探明钢弹簧浮置板轨道区段波磨发生机理及与轮轨系统参数影响规律。首先基于现场测试的钢轨波磨特征,分析波磨典型波长及其通过频率;其次建立轮对和钢弹簧浮置板轨道三维有限元模型,分析轮轨共振模态与浮置板轨道钢轨导纳特性,探讨钢轨扣件刚度、浮置板隔振器刚度与轮对振动模态对钢弹簧浮置板区段钢轨波磨的影响规律。结果表明（：1）钢轨扣件刚度对波磨发生和发展有重要的影响。钢轨扣件刚度越低,将激发钢轨较大的振动,在特定频段上过大的钢轨振动会导致对应波长的波磨加剧,进而加速波磨的发展。（2）从轮轨系统模态分析,358 Hz的钢轨横向弯曲变形频率与测试线路产生特征波长为31.7 mm波磨引起的轮轨振动频率较为接近;可通过采取减振措施来抑制轮轨系统在358 Hz处的横向振动响应,会相应地减缓钢轨磨耗。     

基于隔振器荷载特征的浮置板轨道定频隔振器设计研究EI北大核心CSCD

该研究旨在保证车辆在浮置板减振轨道的铺设区域具有尽可能强的行驶平稳性,基于非线性隔振理论设计了具有任意准静态载荷位置附近具有固有频率恒定特征的非线性浮置板轨道隔振器刚度曲线以及与其适配的最优化非线性阻尼曲线。首先,通过对浮置板轨道用隔振器载荷特征识别,确定浮置板隔振系统的隔振需求;其次,基于变质量隔振系统动态特征,设计在任意准静态载荷位置附近具有相同固有频率的定频非线性隔振系统(以下简称定频系统)刚度曲线;然后,基于定频系统刚度曲线特征以及阻尼系数对非线性系统隔振性能的影响机理,对针对定频系统进行最优化非线性阻尼设计;最后,基于车辆-浮置板轨道-隧道系统一体化仿真分析模型,针对最优化的定频系统进行仿真验证分析。结论表明:相比采用既有线性钢弹簧隔振器的浮置板减振轨道系统(以下简称线性系统),采用定频非线性隔振器的浮置板减振轨道系统可有效控制轨道板动态位移,轨道板动态位移可降低约8%;非线性系统可显著降低轨道板的振动加速度响应,振动加速度有效值可降低约46.24%;非线性系统在全频段都具有较好的衰减效果,Z振级插入损失约6.26 dB。     

基于多岛遗传算法的橡胶浮置板弹性的优化

为研究橡胶弹性对橡胶浮置板轨道减振效果的影响,通过多岛遗传算法耦合Abaqus的自编程序,以《浮置板轨道技术规范(CJJ\T191-2012)》为依据,优化分析橡胶浮置板轨道的减振效果(优化变量为橡胶弹性),得出(1)橡胶浮置板轨道的橡胶弹性和减振效果指标不存在线性关系(即减小橡胶弹性,并不一定能得到最好的减振效果)。对于实际工程问题,建议通过优化方法,进行全局优化分析。(2)对于给出的橡胶弹性变化范围,当橡胶弹性模量取6.44×108N/m2时,橡胶浮置板轨道能够得到最好的减振效果。和现有某种橡胶浮置板轨道减振效果相比,优化后的橡胶浮置板轨道减振效果提升2.7 d B。     

阻尼钢弹簧浮置板轨道结构隔振性能分析

阻尼钢弹簧浮置板轨道结构已证实是一种有效的减振降噪轨道结构。为分析其隔振性能,通过建立阻尼钢弹簧浮置板轨道结构动力分析模型,对其进行谐响应分析,模拟列车运行时轮轨间实际冲击,研究其在简谐激励下的动力传递特性,并分别考虑浮置板长度、隔振器刚度和阻尼,以及不同载荷作用位置对浮置板隔振性能的影响。计算和分析对于今后轨道结构的进一步改善具有参考的价值。