地鐵減振軌道的輪軌振動特性研究.pdf

1、目前一些地鐵減振軌道由輪軌振動引發(fā)的噪聲及鋼軌異常波磨等病害越來越受到人們關(guān)注，準(zhǔn)確掌握輪軌振動的規(guī)律，是解決這些問題的關(guān)鍵所在。本文在總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)地鐵主要應(yīng)用的一些減振軌道結(jié)構(gòu)和車輛，分別建立了車輛、軌道結(jié)構(gòu)及車輛-軌道耦合系統(tǒng)三類模型，研究了普通軌道、減振器扣件軌道、梯形軌枕和鋼彈簧浮置板四種不同軌道結(jié)構(gòu)的輪軌振動傳遞特性和行車動力性能。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)在ANSYS環(huán)境下分別建立車輛

2、、軌道和車輛-軌道耦合系統(tǒng)三種有限元模型，分析車輛、軌道結(jié)構(gòu)各自的振動特性及車輛-軌道耦合系統(tǒng)的振動特性，并比較采用不同模型時輪軌振動的差異及不同地鐵軌道結(jié)構(gòu)中輪軌振動的差異。研究表明，輪軌振動特征頻率并非輪對與軌道振動特征頻率的合集，輪軌相互作用產(chǎn)生共振或反共振，使其特征頻率發(fā)生改變，采用車輛-軌道耦合系統(tǒng)模型更能反映輪軌間的相互影響，且軌道結(jié)構(gòu)型式對小于300Hz的輪軌振動影響較大，頻率大于300Hz時輪軌振動幾乎不受軌道結(jié)構(gòu)型式影

3、響，四種軌道結(jié)構(gòu)均在340Hz及480～520Hz頻率下存在輪軌共振或反共振現(xiàn)象。
　　(2)在ANSYS/LS-DYNA環(huán)境下建立不同地鐵軌道的車輛-軌道耦合模型，研究車速改變對車輛及軌道結(jié)構(gòu)行車動力性能的影響。研究表明，車速改變對于四種車輛-軌道耦合系統(tǒng)行車動力性能的影響存在一定差異，在僅考慮軌道結(jié)構(gòu)本身平順性情況下，只有減振器扣件軌道的輪軌力隨車速增大而增大，其他三種軌道的輪軌力受車速影響較小。
　　(3)將時域與頻域

4、分析相結(jié)合，分析輪軌振動的規(guī)律。研究表明，四種地鐵車輛-軌道系統(tǒng)均在344Hz左右存在輪軌反共振，對此應(yīng)合理優(yōu)化車輛及軌道結(jié)構(gòu)參數(shù)，有效改變輪軌振動特征頻率，以減少鋼軌振動及病害的產(chǎn)生，保證列車安全平穩(wěn)地運(yùn)行。
　　本文計算模型中將車軸模擬為彈性體，考慮的因素更為全面，且克服了以往振動傳遞特性分析中較少考慮車輛和軌道耦合的不足，從頻域與時域相結(jié)合的角度研究了不同地鐵軌道結(jié)構(gòu)的輪軌振動特性，為進(jìn)一步研究輪軌振動及其引發(fā)的噪聲和鋼軌病