列车-轨道系统竖向动力分析的车辆轨道单元模型 被引量：25

1

作者 雷晓燕 张斌 刘庆杰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期168-173,共6页

根据列车-轨道系统运动的特点,提出了适合该问题动力学分析的新型车辆单元和轨道单元,运用有限元方法和Lagrange方程,推导了两种单元的刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵。整个列车-轨道系统只需离散成车辆单元和轨道单元,其中轨道系统离散... 根据列车-轨道系统运动的特点,提出了适合该问题动力学分析的新型车辆单元和轨道单元,运用有限元方法和Lagrange方程,推导了两种单元的刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵。整个列车-轨道系统只需离散成车辆单元和轨道单元,其中轨道系统离散成轨道单元,一节车辆离散成一个车辆单元。该模型具有程序编制容易、计算效率高的特点。作为应用实例,给出单轮通过和考虑轨道完全平顺和具有随机不平顺条件下整车通过时车辆和轨道动力响应分析的二个算例。 展开更多

关键词 列车单元 轨道单元 列车-轨道系统 车辆-轨道相互作用

在线阅读 下载PDF 职称材料

轨枕悬空条件下的列车-轨道系统竖向振动响应研究 被引量：12

2

作者 向俊 杨桦 赫丹 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期8-12,共5页

针对道床作为散体结构本身具有弹、塑性,在列车荷载的反复作用下会发生沉降,沉降的不均匀导致轨枕悬空的情况,基于列车—轨道系统竖向振动分析方法,研究1根和几根轨枕悬空时列车—轨道系统的竖向动力响应。计算结果表明,当列车通过悬空... 针对道床作为散体结构本身具有弹、塑性,在列车荷载的反复作用下会发生沉降,沉降的不均匀导致轨枕悬空的情况,基于列车—轨道系统竖向振动分析方法,研究1根和几根轨枕悬空时列车—轨道系统的竖向动力响应。计算结果表明,当列车通过悬空轨枕时轮轨相互作用增大,其中轨枕的竖向位移及加速度增长最明显,且随着悬空轨枕的根数增加,动力响应增长越明显;即使毗邻轨枕的支承良好,也受到悬空轨枕的影响,轨枕位移及加速度增长显著;轨枕悬空会加速轨道结构的破坏,甚至危及行车安全。 展开更多

关键词 铁道工程 轨枕悬空 列车-轨道系统振动 动力响应 位移 加速度

在线阅读 下载PDF 职称材料

层状饱和地基-轨道-列车耦合系统轨道不平顺引起的振动分析 被引量：5

3

作者 巴振宁 金威 梁建文 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第15期88-97,共10页

采用半解析方法研究了层状饱和地基-轨道-列车耦合系统的动力响应问题。层状饱和地基由任意水平饱和土层和下卧饱和半空间组成,轨道采用以无限长欧拉梁模拟的钢轨、连续质量块模拟的轨枕和Cosserat模型模拟的道砟组成的三层系统,列车模... 采用半解析方法研究了层状饱和地基-轨道-列车耦合系统的动力响应问题。层状饱和地基由任意水平饱和土层和下卧饱和半空间组成,轨道采用以无限长欧拉梁模拟的钢轨、连续质量块模拟的轨枕和Cosserat模型模拟的道砟组成的三层系统,列车模拟为弹簧和阻尼元件连接的多刚体系统。振动输入由钢轨的竖向不平顺提供。通过地基表面轨道中心处竖向位移与道砟位移相等实现层状饱和地基和轨道的耦合,通过在车轮与钢轨间引入Hertizian接触弹簧来实现轨道与列车的耦合,首先求得频率-波数域内解答,然后通过Fourier逆变换求得时间-空间域内振动响应。文中验证了方法的正确性,并进行了数值计算分析,研究表明钢轨不平顺引起的列车动荷载振动频率较低时,随着列车运行速度的增大地基表面位移幅值逐渐增大;振动频率较高时,列车运行速度对位移幅值峰值的影响不明显,但列车驶过后地基的振动明显增大,振动时间变长。 展开更多

关键词 层状饱和地基 地基-轨道-列车耦合系统 格林函数 轨道不平顺

在线阅读 下载PDF 职称材料

拟静力分量对列车-轨道-桥梁系统地震响应的影响 被引量：6

4

作者 雷虎军 李小珍 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期124-130,136,共8页

为探讨结构拟静力分量对地震作用下高速铁路桥上列车行车安全性的影响,考虑路基和桥梁地震力边界条件,分别采用相对运动法和大质量法,在相对坐标系和绝对坐标系下处理地震力边界条件,建立了不同坐标系下的列车-轨道-桥梁系统地震响应分... 为探讨结构拟静力分量对地震作用下高速铁路桥上列车行车安全性的影响,考虑路基和桥梁地震力边界条件,分别采用相对运动法和大质量法,在相对坐标系和绝对坐标系下处理地震力边界条件,建立了不同坐标系下的列车-轨道-桥梁系统地震响应分析模型.以跨度48 m+5×80 m+48 m的刚构-连续组合梁桥为例,分析了结构单向和三向拟静力分量对列车-轨道-桥梁系统地震响应的影响.结果表明:结构横向拟静力分量将显著增大桥梁横向位移、钢轨横向位移、列车脱轨系数和轮重减载率,而纵向、竖向拟静力分量的影响甚微;同时考虑结构的三向拟静力分量时,列车脱轨系数和轮重减载率均显著增大,且其相对误差随列车速度提高而增大,最大达30.5%和22.2%.因此,不考虑结构拟静力分量在列车速度较高时将严重低估车辆的动力响应,对桥上列车的行车安全性造成误判. 展开更多

关键词 列车-轨道-桥梁系统 地震响应 拟静力分量 大质量法 相对运动法

在线阅读 下载PDF 职称材料

地铁列车-宽枕板式减振轨道系统竖向振动分析及减振效果评价 被引量：1

5

作者 张生延 《城市轨道交通研究》 北大核心 2022年第6期76-81,87,共7页

针对地铁轨道结构设计中不可避免地面临活动断裂带与轨道减振降噪地段重合的情形,建立了列车-宽枕板式减振轨道系统竖向振动分析模型,探讨了不同减振轨道结构的动力特性及减振性能。结果表明:以压缩型减振扣件替换普通扣件的轨道结构的... 针对地铁轨道结构设计中不可避免地面临活动断裂带与轨道减振降噪地段重合的情形,建立了列车-宽枕板式减振轨道系统竖向振动分析模型,探讨了不同减振轨道结构的动力特性及减振性能。结果表明:以压缩型减振扣件替换普通扣件的轨道结构的减振效果值可达5.24 dB,满足中等减振轨道的需求,同时满足行车要求;宽枕板下黏贴减振垫可适用于高等减振地段,建议高等减振地段减振垫刚度≥0.030 N/mm^(3);道床底部铺设减振垫可适用于特殊减振地段,建议特殊减振地段减振垫刚度取值可放宽至0.018 N/mm^(3)。 展开更多

关键词 地铁 列车-宽枕板式减振轨道系统 竖向振动 减振效果

在线阅读 下载PDF 职称材料

列车-轨道-地道桥时变系统振动分析

6

作者 周智辉 曾庆元 《中南工业大学学报》 CSCD 北大核心 2003年第2期162-165,共4页

建立了列车 轨道 地道桥振动分析模型,其中车辆(包括机车)表示成19个自由度的多刚体系统模型,直线轨道离散成30个自由度的空间轨道单元,地道桥划分为46个自由度的空间框架单元;运用弹性系统动力学总势能不变值原理和"对号入座"... 建立了列车 轨道 地道桥振动分析模型,其中车辆(包括机车)表示成19个自由度的多刚体系统模型,直线轨道离散成30个自由度的空间轨道单元,地道桥划分为46个自由度的空间框架单元;运用弹性系统动力学总势能不变值原理和"对号入座"法则形成空间耦合时变系统的振动方程;根据振动能量随机分析理论,以人工构架蛇行波和轨道竖向不平顺为激振源,对该系统的各种响应进行分析.计算结果与实测结果比较接近,表明所建立的车轨桥模型和采用分析方法用于地道桥车振分析切实可行. 展开更多

关键词 时变系统 振动分析 列车-轨道-地道桥系统 计算模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

路基不均匀沉降下列车-有砟轨道-路基三维耦合系统动力响应分析 被引量：4

7

作者 肖源杰 周思嘉 +5 位作者 畅振兴 毛建锋 华文俊 徐炳隆 王卫东 秦怀兵 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期4763-4776,共14页

基于多体动力学与有限单元法建立列车-有砟轨道-路基三维耦合系统精细化数值模型,并提出一种新的迭代方法,将路基余弦型不均匀沉降作为位移边界条件,通过判断轨道结构与路基结构间的接触状态,研究路基不均匀沉降和列车荷载共同作用下的... 基于多体动力学与有限单元法建立列车-有砟轨道-路基三维耦合系统精细化数值模型,并提出一种新的迭代方法,将路基余弦型不均匀沉降作为位移边界条件,通过判断轨道结构与路基结构间的接触状态,研究路基不均匀沉降和列车荷载共同作用下的轨道结构伴随性变形,计算列车动力响应、轮轨接触力和轨枕与道砟间的接触力等,进而模拟分析不同波长和幅值的不均匀沉降对上述动力响应和轨枕空吊等病害的影响,揭示路基不均匀沉降与钢轨变形之间的映射关系。研究结果表明:轨道结构伴随性变形随路基沉降幅值的增大而增大,且在一定沉降范围内引发轨枕空吊等病害;耦合系统结构动力响应随路基沉降幅值的增大而增大;随沉降波长增大,轮重减载率和轮轨力减小,而车体竖向加速度呈现先增大后减小的变化趋势,并存在10 m左右的敏感波长使得车体竖向加速度最大;路基不均匀沉降可加剧轨枕和有砟道床间的相互作用,进而加剧沉降发展。 展开更多

关键词 有砟轨道 路基不均匀沉降 列车-轨道-路基耦合系统 轨枕空吊 动力响应 轨道不平顺

在线阅读 下载PDF 职称材料

地震作用对中速磁浮列车-轨道-桥梁系统耦合振动的影响研究 被引量：1

8

作者 唐昊天 黄凤华 滕念管 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期3884-3895,共12页

随着磁浮交通线路的不断扩展,地震作用对磁浮交通系统的安全性构成了严重威胁。为探究地震作用对中速磁浮列车-轨道-桥梁系统振动响应特性的影响,基于考虑比例-积分-微分(PID)主动悬浮控制的磁浮车轨耦合关系,在绝对坐标系下建立磁浮列... 随着磁浮交通线路的不断扩展,地震作用对磁浮交通系统的安全性构成了严重威胁。为探究地震作用对中速磁浮列车-轨道-桥梁系统振动响应特性的影响,基于考虑比例-积分-微分(PID)主动悬浮控制的磁浮车轨耦合关系,在绝对坐标系下建立磁浮列车-轨道-桥梁系统地震响应数值计算模型,其中将车辆简化为具有45个自由度的多刚体,轨道-桥梁结构采用有限元法建立。在此基础上,编制相应的仿真程序,计算只考虑车辆作用、只考虑地震作用以及同时考虑车辆和地震作用3种工况下系统的动力响应,并分析车速对系统地震响应的影响规律。研究结果表明:地震作用对磁浮列车-轨道-桥梁系统耦合振动影响明显,尤其是对横向耦合振动的影响;轨道-桥梁结构跨中竖向位移受车辆作用影响较大,跨中横向位移主要受地震作用影响;轨道-桥梁结构的频域响应与车辆荷载的特征频率及结构固有频率密切相关,地震作用会显著放大轨道-桥梁结构的1阶固有频率振动响应;同时考虑车辆作用和地震作用时,随着车速提高,车体加速度幅值与桥梁跨中竖向位移幅值并非单调变化,而桥梁跨中横向位移幅值呈现下降趋势。研究成果可为后续磁浮列车-轨道-桥梁耦合系统地震响应分析和轨道-桥梁结构设计提供理论支撑。 展开更多

关键词 中速磁浮 列车-轨道-桥梁系统 地震作用 耦合振动 PID控制器

在线阅读 下载PDF 职称材料

高速列车—轨道系统地震波激励下计算机仿真研究

9

作者 姜福香 岳渠德 王玉田 《世界地震工程》 CSCD 2003年第3期139-143,共5页

本文在列车—轨道三维耦合动力学模型的基础上,对地震波激励下高速列车—轨道系统的响应及防灾进行了计算机仿真研究,得出了初步结论。

关键词 高速铁路 地震 仿真 防灾 高速列车-轨道系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

地震作用下高速铁路列车—无砟轨道—桥梁系统动力响应及列车走行安全研究 被引量：7

10

作者 陈令坤 蒋丽忠 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期131-133,共3页

在总结和吸收既有研究成果的基础上，以铺设CRTSⅡ板式无砟轨道的高速铁路简支梁桥为工程背景，对地震作用下高速铁路列车一无砟轨道一桥梁的动力响应及列车走行安全性进行系统研究，提出地震时不同条件下高速列车在桥上安全运行限速的... 在总结和吸收既有研究成果的基础上，以铺设CRTSⅡ板式无砟轨道的高速铁路简支梁桥为工程背景，对地震作用下高速铁路列车一无砟轨道一桥梁的动力响应及列车走行安全性进行系统研究，提出地震时不同条件下高速列车在桥上安全运行限速的建议值。本文的主要研究内容如下。 展开更多

关键词 高速铁路 地震 列车-无砟轨道-桥梁系统 动力响应 列车走行安全

在线阅读 下载PDF 职称材料

地震作用下高速铁路车-轨-桥系统安全研究进展 被引量：30

11

作者 蒋丽忠 周旺保 +3 位作者 魏标 向平 国巍 李常青 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期1-13,共13页

桥梁占线比高、列车运行密度大及地震带分布范围广,使得我国高速铁路桥梁面临巨大的潜在地震威胁。目前地震下的高速铁路桥梁及桥上行车安全相关规定不够详细具体,地震下安全防控尚未将列车、轨道、桥梁作为一个大系统进行安全设防,亟... 桥梁占线比高、列车运行密度大及地震带分布范围广,使得我国高速铁路桥梁面临巨大的潜在地震威胁。目前地震下的高速铁路桥梁及桥上行车安全相关规定不够详细具体,地震下安全防控尚未将列车、轨道、桥梁作为一个大系统进行安全设防,亟待开展系统研究保障地震下高速铁路桥梁结构及桥上行车安全。针对高速铁路轨道-桥梁系统结构特性,首先介绍地震作用下高速铁路轨道-桥梁系统破坏特征和损伤机理研究现状,然后从震后高速铁路桥上轨道不平顺状态劣化机理、地震作用下高速铁路列车-轨道-桥梁系统动力分析、地震作用后桥上行车安全分析及基于性能的高速铁路桥梁抗震设计方法等几个方面阐述现有研究进展及现有研究的不足,最后针对地震下高速铁路列车-轨道-桥梁系统多状态多水准多防线安全防控急需开展系统研究的问题进行展望。 展开更多

关键词 地震作用 高速铁路桥梁 列车-轨道-桥梁系统 动力学 安全防控

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于车-桥随机振动模型的简支梁桥墩顶垂向动反力特征研究 被引量：12

12

作者 朱志辉 黄承志 +3 位作者 王力东 时瑾 余志武 蔡成标 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第15期225-232,共8页

为研究高速铁路简支梁桥墩顶垂向动反力的随机性特征,基于虚拟激励法和有限元方法,建立了列车-轨道-桥梁耦合系统竖向随机振动模型。采用多体动力学理论建立具有二系悬挂的质量-弹簧-阻尼系统列车模型;采用有限元方法建立轨道-桥梁有限... 为研究高速铁路简支梁桥墩顶垂向动反力的随机性特征,基于虚拟激励法和有限元方法,建立了列车-轨道-桥梁耦合系统竖向随机振动模型。采用多体动力学理论建立具有二系悬挂的质量-弹簧-阻尼系统列车模型;采用有限元方法建立轨道-桥梁有限元模型;基于等效Hertz线性轮轨接触关系建立列车-轨道-桥梁耦合系统动力学方程。通过虚拟激励法将轨道高低不平顺转化为一系列简谐不平顺的叠加,将非平稳随机振动问题转化为确定性时间历程问题,推导了列车-轨道-桥梁耦合时变系统随机振动计算模型。基于该计算模型,以五跨32 m预应力混凝土简支箱梁桥为研究对象,研究了轨道不平顺和车速对墩顶垂向动反力随机特征的影响。结果表明:墩顶垂向动反力受列车轴重引起的确定性激励控制,轨道不平顺随机激励对其影响显著;不同轨道不平顺随机激励下墩顶动反力均方根(σ)不同,基于3σ法得到的限值(μ±3σ)相差较大;随着车速的增大,墩顶动反力均方根(σ)逐渐增大。 展开更多

关键词 列车-轨道-桥梁耦合系统 高速铁路 墩顶动反力(DVRP) 随机振动 虚拟激励法(PEM)

在线阅读 下载PDF 职称材料

轨道交通环境振动半解析预测方法 被引量：1

13

作者 雷晓燕 胡云 司丕贤 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期148-156,共9页

准确预测列车引起的环境振动对轨道交通减振降噪具有重要作用。建立点源冲击荷载作用下的轨道-半无限区域大地模型,推导预测列车在轨道上运行时引起大地振动加速度的解析公式。根据该公式,提出基于模型计算列车荷载密度和现场实测大地... 准确预测列车引起的环境振动对轨道交通减振降噪具有重要作用。建立点源冲击荷载作用下的轨道-半无限区域大地模型,推导预测列车在轨道上运行时引起大地振动加速度的解析公式。根据该公式,提出基于模型计算列车荷载密度和现场实测大地线源振动传递导纳的轨道交通环境振动半解析预测方法。为验证预测方法的正确性,选择昌九城际铁路某轨道区域实测大地线源振动传递导纳和地面测点振动加速度响应。根据试验区域的轨道结构类型和开行的列车类型,建立列车-轨道非线性耦合系统动力学模型,运用交叉迭代算法求解列车-轨道耦合系统动力学方程和计算列车荷载密度。运用预测公式得到地面各测点振动加速度级。预测结果与实测数据吻合良好,地面各测点加速度幅值及在频域中的分布规律具有很好的一致性,说明了预测方法的正确性。该方法具有预测精度高,容易实施的特点。 展开更多

关键词 轨道交通环境振动 半解析预测方法 列车荷载密度 线源振动传递导纳 列车-轨道非线性耦合系统 交叉迭代算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

极端温度下高速铁路钢管混凝土拱桥行车安全 被引量：2

14

作者 勾红叶 苏震乾 +2 位作者 王君明 袁蔚 陈泽宇 《铁道工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期50-56,共7页

研究目的:为研究温度荷载作用下桥梁结构产生的变形对桥上行车安全性的影响,以成贵高铁某钢管混凝土拱桥为研究对象,基于ANSYS建立大跨桥梁-轨道精细化有限元模型,分析不同温度荷载作用下结构变形规律。在此基础上,将桥梁-轨道结构有限... 研究目的:为研究温度荷载作用下桥梁结构产生的变形对桥上行车安全性的影响,以成贵高铁某钢管混凝土拱桥为研究对象,基于ANSYS建立大跨桥梁-轨道精细化有限元模型,分析不同温度荷载作用下结构变形规律。在此基础上,将桥梁-轨道结构有限元模型导入SIMPACK中进行联合仿真,构建列车-轨道-桥梁耦合振动分析模型,最后从列车运营安全性与舒适性方面讨论不同温度荷载作用和不同车速下列车动力响应指标的变化规律。研究结论:(1)桥梁上挠温致变形引起的轨道附加不平顺比下挠更不利;(2)组合温度作用下,行车安全性指标仅轮重减载率出现超限,建议将其作为高速铁路桥上行车安全的主要评价指标;(3)温度梯度是导致轮重减载率出现超限的重要原因,实际工程中分析温度作用对列车行车安全的影响时,应考虑温度梯度的作用;(4)垂向Sperling指标对温度作用十分敏感,为保障行车舒适性,列车在极端温度条件下行驶时应控制车速;(5)本研究成果可为钢管混凝土拱桥的行车安全性评价提供参考。 展开更多

关键词 钢管混凝土拱桥 温致变形 轨道不平顺 列车-轨道-桥梁系统 行车安全

在线阅读 下载PDF 职称材料