基于动力吸振原理的高墩桥梁抗震特性研究

研究目的:为提高高墩桥梁的抗震性能,利用梁体具有大质量的属性,提出一种动力吸振型高墩桥梁结构,基于扩展定点理论、有限单元法和列车-轨道-桥梁动力相互作用理论,对3种墩高的高墩桥梁在4条实测汶川地震波作用下的抗震特性及列车过桥安全性进行分析。研究结论:(1)相对于常规型桥梁,动力吸振型桥梁不仅可以有效抑制地震作用下不同高度桥梁在设计固有频率处的墩顶横向位移和加速度,对梁体的横向振动也有一定程度的抑制作用;(2)动力吸振型桥梁墩体应力最大值较常规型桥梁有很大幅度的降低,即便是计算工况中最小的减震率,也达到了43.57%;(3)由于抑制了作为列车运行基础的梁体横向振动,列车通过动力吸振型桥梁时的脱轨系数和轮重减载率均低于通过常规型桥梁时的指标,过桥安全性也得到提高;(4)本研究成果可为高墩简支梁桥抗震设计提供理论支撑。

动力吸振型非线性ISD悬架载荷适应性分析

为解决悬架隔振性能受载荷影响的问题,提出一种旨在能适应载荷变化的动力吸振型非线性惯容器-弹簧-阻尼(ISD)悬架。对悬架关键部件非线性液力惯容器进行建模,在此基础上搭建了1/4车辆悬架模型,并使用遗传算法优化了悬架参数。开展装置样机的台架试验验证了非线性液力惯容器数学模型的合理性,并通过MATLAB/Simulink仿真对比分析了动力吸振型非线性ISD悬架、定惯质ISD悬架在不同载荷下的隔振性能。结果表明:动力吸振型非线性ISD悬架具有载荷被动自适应性,能在不同载荷下改善悬架低频隔振性能,提升乘坐舒适性。

弹性车轮用降噪阻尼板的研制

基于动力吸振原理,根据弹性车轮的结构特点,对比分析了现有车轮减振降噪措施的性能特点,确定了层状式降噪阻尼板的型式。针对弹性车轮的外形尺寸,完成了降噪阻尼板的设计,并开展仿真计算和试验验证。结果表明,相比于未安装降噪阻尼板的弹性车轮,安装有降噪阻尼板的弹性车轮可降低振动噪声4.4 dB,在中高频段,降噪效果更佳,满足设计和运用要求。