短波随机不平顺对列车-板式无砟轨道-路基系统振动特性的影响

运用弹性系统动力学总势能不变原理及形成矩阵的"对号入座"法则,建立列车-板式无砟轨道-路基竖向振动方程组,分析列车高速运行时,短波随机不平顺对列车-板式无砟轨道-路系统振动特性的影响,并对不同种类随机不平顺对列车-板式无砟轨道-路基系统动力特性的影响进行对比研究。研究结果表明:短波随机不平顺对车体垂向加速度、路基竖向压应力影响很小,对扣件竖向压应力、轨道板及底座板弯曲应力有一定的影响,对轮轨垂向力、钢轨振动加速度、轨道板振动加速度、底座板振动加速度和CA砂浆压应力则有显著的影响,影响超过中长波随机不平顺。研究车体及路基动力特性时可以不考虑短波随机不平顺,研究无砟轨道各部件动力特性时,则应考虑短波随机不平顺。

短波随机不平顺对列车-板式无砟轨道-桥梁系统动力特性影响

运用弹性系统动力学总势能不变值原理及形成矩阵的"对号入座"法则建立列车-板式无砟轨道-桥梁竖向振动方程组。分析列车高速运行时,短波随机不平顺对列车-板式无砟轨道-桥梁系统动力特性的影响,并对不同种类不平顺对列车-板式无砟轨道-桥梁系统动力特性的影响进行对比研究。研究表明:短波随机不平顺对车体垂向加速度、钢轨位移、轨道板位移、桥梁位移影响很小;短波随机不平顺对轮轨垂向力、钢轨垂向振动加速度、轨道板垂向振动加速度、扣件竖向压应力、CA砂浆竖向压应力有很大的影响;短波随机不平顺对钢轨最大弯矩、轨道板最大弯曲应力、桥梁振动加速度也有一定的影响。为了降低短波随机不平顺的危害,高速铁路定期打磨钢轨十分重要。

紧急制动条件下地铁车辆与钢弹簧浮置板轨道动力相互作用

为了优化坡道上钢弹簧浮置板轨道的设计,在考虑轮轨纵向作用关系与钢弹簧浮置板轨道特点的基础上,运用多体动力学理论和有限元法建立了紧急制动条件下地铁车辆与钢弹簧浮置板轨道动力相互作用模型,利用多体动力学软件UM验证了模型的有效性,分析了车辆与轨道的动力响应。研究结果表明:UM软件与本文模型计算得到的车体纵向加速度和轮轨纵向力平均相对误差分别为1.3%、2.8%;在紧急制动过程中,车体始终处于向前点头和纵向振动的状态,导致前轮增载,后轮减载;由于板与板之间不连续,钢轨和浮置板之间会产生纵向相对错动,须注意钢轨与浮置板之间不协调的纵向变形;间隔2组扣件布置一对隔振器方案(方案1)所得板端钢轨垂向位移比板中大0.2 mm,间隔2组扣件布置一对隔振器,再间隔3组扣件布置一对隔振器方案(方案2)所得板端钢轨垂向位移比板中小0.5 mm;2种布置方案下,轨道纵向变形相差不超过5%,扣件和钢弹簧受到的纵向作用力相差不超过15%;短波轨道不平顺显著加剧了钢轨和浮置板的垂向振动效应,不平顺状态下钢轨最大垂向加速度可达15g左右;钢弹簧浮置板轨道可以降低传递到基础底部的垂向振动,加速度降幅约为0.2 m·s^(-2),但会显著放大低频段钢轨、浮置板的垂向振动,振动量增幅约为15 dB。