纵向轨枕长度对梯式轨道减振性能的影响

为研究纵向轨枕长度对梯式轨道减振性能的影响,在现有纵向轨枕长度(6.15 m)的基础上,设计了另外两种纵向轨枕长度(3.65 m和8.65 m)。通过有限元软件Ls-Dyna建立不同纵向轨枕长度的梯式轨道模型,并通过实验室测试,验证其正确性。分析结果表明:纵向轨枕长度为6.15 m的梯式轨道(1)时域内,具有最小的基底振动加速度峰值;(2)1 Hz^200 Hz频段,具有最小的基底振动加速度峰值(峰值频率为49 Hz);(3)除1 Hz^5 Hz频段外,传递损失均大于纵向轨枕长度为3.65 m的梯式轨道传递损失。1.6 Hz^2.2 Hz频段以及7.6 Hz^200 Hz频段,传递损失大于纵向轨枕长度为8.65 m的梯式轨道传递损失。

枕下减振垫铺设方式对梯式轨道减振性能影响试验研究

为探讨梯式轨道枕下减振垫铺设方式对其减振能力的影响,根据实际应用和试验经验,提出了另外两种全新的枕下减振垫铺设方式。第一种铺设方式为扣件正下方铺设460mm×125mm宽减振垫。第二种铺设方式以现有铺设方式(单边铺设5块减振垫,相邻间距1.25m)为基础,在纵向轨枕端部增设460mm×125mm宽减振垫。经过严格的试验设计,共测试了包括原有铺设方式和无枕下减振垫在内的四种工况。根据试验结果,从振动加速度级、插入损失以及Z振级插入损失三个评价指标得出以下结论:1扣件正下方布置枕下减振垫的方式对提高减振效果作用不大,这是因为枕下垫板的间距变小,导致整体轨道结构的参振质量有所减小;2在梯式轨道两个自由端增设枕下减振垫,虽导致梯式轨道支撑刚度有所增加,但增设的垫板限制了自由端的振动,抑制了梯式轨道的端部效应,总体上看反而增加了减振量。所以如果能采取措施限制两个自由端,则可对梯式轨道的减振有所帮助。

基于改进蚁群算法的梯式轨道多目标优化研究

鉴于梯式轨道在实际应用过程中，需要同时优化钢轨振动加速度和道床振动加速度，利用MO-FHACO（多目标觅食-返巢机制连续域蚁群算法）对其进行双目标优化。利用四端参数法建立对应的梯式轨道数学模型，将1~80 Hz频段钢轨振动加速度级和道床振动加速度级作为优化目标，枕下减振垫刚度和数量作为设计变量。经过MO-FHACO双目标优化，成功得到梯式轨道双目标优化解。结果表明，采用MO-FHACO对梯式轨道进行多目标优化具有工程应用价值。

轨道预载对梯式轨道系统减振效果影响试验研究

插入损失是评价轨道减振效果的重要指标,与轨道所受荷载形式及测试环境密切相关。为分析轨道减振性能的室内试验中预载对动力响应及减振效果的影响,建立了简化的理论模型实现定性分析。同时,基于实验室定点锤击试验定量分析了预载值对条铺、点铺两种浮置梯式轨道减振效果的影响。研究结果表明:在整体刚度符合设计标准条件下,减振产品刚度越低其减振效果越好。施加预载会导致轨道减振元件刚度变化,显著改变系统的振动特性,降低减振轨道的工作频率。锤击荷载作用下,浮置梯式轨道系统的插入损失随着预载的增加而增大,当预载值达到一定程度后,Z振级插入损失趋于稳定。

有砟梯式轨枕轨道减振性能的理论分析与试验研究

为实验室铺设有砟、无砟两种梯式轨枕轨道,用自由落锤激励装置对两种梯轨减振性能进行对比研究。建立有砟梯轨、有砟普通轨道的数值模型,利用试验测试结果对模型进行验证。通过在模型中施加货运列车荷载对比两种有砟轨道减振性能。结果表明,有砟梯轨减振性能不及浮置式梯轨,在低频段有一定减振能力,20 Hz以下振动经道砟平均衰减25 d B,对控制重载货运列车环境振动具备潜在优势;梯式轨枕对分散列车冲击振动、降低时域内峰值有明显优势。

蚁群算法耦合LS-DYNA梯式轨枕轨道动力特性优化

为研究枕下减振垫材料密度和弹性模量对梯式轨枕轨道动力特性的影响,提出连续函数蚁群算法耦合LS-DYNA动力有限元程序的方法。首先利用连续函数蚁群算法程序,优化设计变量;其次,调用LS-DYNA动力有限元程序,对优化参数后的有限元模型进行计算;最后,将LS-DYNA动力有限元程序计算得到的结果反馈给连续函数蚁群算法程序。利用该方法,研究得出:在可取的材料参数范围之内,梯式轨枕轨道枕下减振垫最佳材料密度为620 kg/m3,最佳弹性模量为6.25×106N/m2。将优化后的枕下减振垫用于地铁运营线,基底台座1～80 Hz频段加权VLz减小6.5 dB。因此认为,连续函数蚁群算法耦合LS-DYNA方法优化梯式轨枕轨道动力特性有效。

基于功率流法梯式轨枕轨道减振性能研究

为研究梯式轨枕轨道的减振性能,将梯式轨枕轨道系统简化为四端网络。利用功率流法,分析纵向轨枕截面宽、高以及枕下弹性垫板动刚度、材料损耗因子对梯式轨枕轨道系统减振性能的影响。分析表明:枕下弹性垫板动刚度增大,使得传递到整体道床的总功率流增大,同时纵向轨枕的自振频率也增大;枕下弹性垫板材料损耗因子、纵向轨枕横截面宽、高的增大,都能使传递到整体道床的总功率流减少,同时纵向轨枕截面宽、高的增大降低了纵向轨枕自振频率。因此,应尽量增大纵向轨枕截面面积和枕下弹性垫板材料损耗因子以及减小枕下弹性垫板动刚度,从而获得更好的减振效果。

基于蚁群算法梯式轨枕轨道减振优化研究

为提高梯式轨枕轨道综合减振效果,分别将钢轨振动位移和传递到基础的总功率流作为目标函数,枕下弹性垫板动刚度、材料损耗因子、块数以及纵向轨枕横截面面积作为优化变量,使用多元连续函数蚁群算法进行优化研究。结果表明:要减少钢轨的振动位移,需要增大枕下弹性垫板动刚度、纵向轨枕的横截面面积以及枕下弹性垫板的块数,同时减小枕下弹性垫板的材料损耗因子;要减小传递到基础的总功率流,则需要减小枕下弹性垫板的动刚度和枕下弹性垫板的块数,同时增大枕下弹性垫板的材料损耗因子以及纵向轨枕的横截面面积。使用统一目标函数法将多目标函数简化为单目标函数,得到最优化结果,和目前梯式轨枕轨道使用的参数相比,钢轨振动位移优化率达50.9%,传递到基础的总功率流优化率达47.6%。

梯式轨枕轨道模态试验分析

梯式轨枕轨道已成为控制地铁列车振动的有效措施之一,但枕下减振垫板的铺设形式如何影响梯式轨枕轨道的动力性能尚没有展开系统研究。该文通过多输入多输出模态测试方法,分析了枕下减振垫板的三种铺设方式对梯式轨枕轨道动力特性的影响。分析得出:现有的枕下减振垫板铺设方式,具有最小的一阶自振频率33Hz。单侧铺设10块枕下减振垫板的梯式轨枕轨道,具有最大的一阶阻尼比4.2%。三种枕下减振垫板铺设方式,梯式轨枕轨道前6阶阻尼比都具有先减小后增大的规律,一阶振型都沿轨道中心线对称。单侧铺设5块和7块枕下减振垫板的梯式轨枕轨道,二阶振型都沿轨道中心线反对称,和单侧铺设10块枕下减振垫板的梯式轨枕轨道正相反。分析结果为梯式轨枕轨道的工程应用提供了参考。