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浮轨扣件轨道振动特性和减振效果研究
1
作者
何况
张晗
+2 位作者
李铁斌
关庆华
池茂儒
《噪声与振动控制》
北大核心
2025年第3期194-200,255,共8页
针对某一地铁线路典型轨道类型,通过现场测试并建立车辆–轨道耦合动力学模型及轮轨耦合有限元模型,研究车速不同时轮轨不平顺激励下的普通扣件整体道床轨道和浮轨扣件整体道床轨道的振动特性,分析轨道系统振动响应的主频形成原因。结...
针对某一地铁线路典型轨道类型,通过现场测试并建立车辆–轨道耦合动力学模型及轮轨耦合有限元模型,研究车速不同时轮轨不平顺激励下的普通扣件整体道床轨道和浮轨扣件整体道床轨道的振动特性,分析轨道系统振动响应的主频形成原因。结果表明,浮轨扣件轨道对于缓解轮轨间动作用力效果显著,可明显降低轮轨系统P2共振对轮轨力的影响;各速度下,普通扣件整体道床与浮轨扣件轨道的振动响应中均有能量集中在P2共振频率处(分别为68和38 Hz);随着运行速度的变化,当轮轨间激励频率与轮轨系统P2共振频率接近时,两种轨道中的扣件力和地基支撑力均在该速度下达到最大值,普通扣件整体道床轨道的扣件力与地基支撑力的最大值分别为33.17和43.46 kN,而浮轨扣件整体道床轨道的扣件力与地基支撑力的最大值分别为20.52和27.47 kN,且P2共振对于普通扣件整体道床的影响最大。
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关键词
振动与波
地铁
减振
轨道
浮轨扣件
车辆-轨道动力作用
轨道
振动
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职称材料
考虑地表变形的轨道-土体空间映射关系分析与车致振动评估
被引量:
1
2
作者
李正
徐磊
王卫东
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期5005-5017,共13页
针对地表变形下的无砟轨道结构与土体之间的变形空间映射关系,分析地表变形诱发轨道附加变形激励下的车辆-轨道-土体耦合振动问题。基本的分析框架由2个模型组成:1)车辆-轨道-土体动力相互作用模型;2)轨道结构-土体变形空间映射分析模...
针对地表变形下的无砟轨道结构与土体之间的变形空间映射关系,分析地表变形诱发轨道附加变形激励下的车辆-轨道-土体耦合振动问题。基本的分析框架由2个模型组成:1)车辆-轨道-土体动力相互作用模型;2)轨道结构-土体变形空间映射分析模型。模型1是本文动力响应分析的基本模型,是以经典的轮轨接触理论和有限元矩阵耦合方法为基础建立的。模型2用于分析轨道-土体变形空间映射关系,引入了增量法和迭代法用于处理轨道-土体接触/分离的非线性关系,并与ANSYS模型进行了验证。模型2计算得到的轨道结构在地表变形条件下产生的轨道附加变形和层间脱空被视为动力相互作用模型1的外部几何激励,在融合了经典的轨道不平顺激励的基础上分析长波轨道附加变形和层间动态接触对车致振动的影响。在算例中,以广州某城际铁路地表融沉问题为案例,分析轨道结构的附加变形与地表融沉之间的映射关系,并从动力相互作用的角度探讨地表融沉条件下的系统耦合振动规律。仿真结果表明,轨道结构附加变形与地表融沉之间有着较强的关联关系,但轨道与地表的层间并不会完全处于接触状态,而是存在局部的脱空。系统的振动在层间脱空较大处有着明显的增强,其长波低频部分是由刚度缺失造成。此外,车辆的运行安全性和舒适性在地表融沉区域也发生了不同程度的恶化。
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关键词
车辆
-
轨道
-
土体
动力
相互
作用
空间映射
层间非线性
增量法
迭代法
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职称材料
车辆循环动载下高速铁路路基累积变形预测研究
被引量:
3
3
作者
李正
徐磊
+4 位作者
王卫东
杜香刚
余志武
刘鹏飞
曾志平
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期1445-1456,共12页
高速铁路路基在车辆荷载反复作用下不可避免地产生累积变形,影响铁路轨道-路基结构服役性能和车辆运行品质。为探明高铁路基在循环车辆动载下的累积变形空间分布特性和长期发展规律,建立车致路基累积变形预测模型,其主要由2个子模块组成...
高速铁路路基在车辆荷载反复作用下不可避免地产生累积变形,影响铁路轨道-路基结构服役性能和车辆运行品质。为探明高铁路基在循环车辆动载下的累积变形空间分布特性和长期发展规律,建立车致路基累积变形预测模型,其主要由2个子模块组成:1)基于多体动力学和有限单元法建立的高速铁路车辆-轨道-路基耦合时变动力学模型;2)基于建立的车辆-轨道-路基动力相互作用模型,引入路基累积变形预测模型,利用循环跳跃的方式预测不同车辆荷载累积次数下路基的累积变形及其空间分布规律。2个模块的交互方面,在每次循环跳跃后,将路基累积变形空间映射至轨道,形成轨面附加几何不平顺,并同步更新迭代系统动力矩阵,建立了车致路基累积变形与系统动力响应之间的关联关系。研究结果表明:本文提出的计算模型可较好地揭示路基土体累积变形在循环车辆动载下的演化规律;采用循环跳跃的方法可更为真实准确地预测路基的累积变形,其计算的路基累积变形最大值为2.6069 mm,而未采用循环跳跃方法计算出的累积变形最大值则为1.7 mm,低估了34.8%。路基累积变形在前期发展较快,后期由于土体被不断夯实,累积变形的演化呈现减缓趋势,累积变形速率从1次加载0.035 mm减小到1次加载小于10^(-6)mm;在路基具有初始不均匀变形的区域内,路基累积变形的幅值大于路基没有初始不均匀变形的区域;路基的累积变形对系统的垂向动力响应的影响显著,动力响应表现为增大的趋势;对于系统的横向振动,累积变形的影响较小。本文提出的方法和研究结果可为高速铁路路基不均匀累积变形控制和预测提供技术支撑。
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关键词
铁道工程
车辆
-
轨道
-
路基
动力
相互
作用
路基累积变形
空间几何映射
时变
动力
系统
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职称材料
题名
浮轨扣件轨道振动特性和减振效果研究
1
作者
何况
张晗
李铁斌
关庆华
池茂儒
机构
郑州地铁集团有限公司
西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室
中铁一局集团有限公司
中铁一局集团新运工程有限公司
出处
《噪声与振动控制》
北大核心
2025年第3期194-200,255,共8页
基金
四川省科技计划资助项目(2023NSFSC0399)。
文摘
针对某一地铁线路典型轨道类型,通过现场测试并建立车辆–轨道耦合动力学模型及轮轨耦合有限元模型,研究车速不同时轮轨不平顺激励下的普通扣件整体道床轨道和浮轨扣件整体道床轨道的振动特性,分析轨道系统振动响应的主频形成原因。结果表明,浮轨扣件轨道对于缓解轮轨间动作用力效果显著,可明显降低轮轨系统P2共振对轮轨力的影响;各速度下,普通扣件整体道床与浮轨扣件轨道的振动响应中均有能量集中在P2共振频率处(分别为68和38 Hz);随着运行速度的变化,当轮轨间激励频率与轮轨系统P2共振频率接近时,两种轨道中的扣件力和地基支撑力均在该速度下达到最大值,普通扣件整体道床轨道的扣件力与地基支撑力的最大值分别为33.17和43.46 kN,而浮轨扣件整体道床轨道的扣件力与地基支撑力的最大值分别为20.52和27.47 kN,且P2共振对于普通扣件整体道床的影响最大。
关键词
振动与波
地铁
减振
轨道
浮轨扣件
车辆-轨道动力作用
轨道
振动
Keywords
vibration and wave
metro
anti
-
vibration track
floating fastener
vehicle
-
track interaction
track vibration
分类号
U211.3 [交通运输工程—道路与铁道工程]
U213.2 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
考虑地表变形的轨道-土体空间映射关系分析与车致振动评估
被引量:
1
2
作者
李正
徐磊
王卫东
机构
中南大学土木工程学院
高速铁路建造技术国家工程研究中心
中南大学重载铁路工程结构教育部重点实验室
出处
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期5005-5017,共13页
基金
中南大学创新驱动项目(2023CXQD072)
国家自然科学基金资助项目(52378468)
+2 种基金
中国中铁重大专项(2021-Special-08,2023-Special-07)
湖南省自然科学基金资助项目(2022JJ20071)
中国科学青年人才托举工程项目(2020-2022QNRC002)。
文摘
针对地表变形下的无砟轨道结构与土体之间的变形空间映射关系,分析地表变形诱发轨道附加变形激励下的车辆-轨道-土体耦合振动问题。基本的分析框架由2个模型组成:1)车辆-轨道-土体动力相互作用模型;2)轨道结构-土体变形空间映射分析模型。模型1是本文动力响应分析的基本模型,是以经典的轮轨接触理论和有限元矩阵耦合方法为基础建立的。模型2用于分析轨道-土体变形空间映射关系,引入了增量法和迭代法用于处理轨道-土体接触/分离的非线性关系,并与ANSYS模型进行了验证。模型2计算得到的轨道结构在地表变形条件下产生的轨道附加变形和层间脱空被视为动力相互作用模型1的外部几何激励,在融合了经典的轨道不平顺激励的基础上分析长波轨道附加变形和层间动态接触对车致振动的影响。在算例中,以广州某城际铁路地表融沉问题为案例,分析轨道结构的附加变形与地表融沉之间的映射关系,并从动力相互作用的角度探讨地表融沉条件下的系统耦合振动规律。仿真结果表明,轨道结构附加变形与地表融沉之间有着较强的关联关系,但轨道与地表的层间并不会完全处于接触状态,而是存在局部的脱空。系统的振动在层间脱空较大处有着明显的增强,其长波低频部分是由刚度缺失造成。此外,车辆的运行安全性和舒适性在地表融沉区域也发生了不同程度的恶化。
关键词
车辆
-
轨道
-
土体
动力
相互
作用
空间映射
层间非线性
增量法
迭代法
Keywords
vehicle
-
track
-
soil dynamic interaction
spatial mapping
interlayered nonlinearity
incremental method
Iterative method
分类号
U213.2 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
车辆循环动载下高速铁路路基累积变形预测研究
被引量:
3
3
作者
李正
徐磊
王卫东
杜香刚
余志武
刘鹏飞
曾志平
机构
中南大学土木工程学院
高速铁路建造技术国家工程研究中心
湖南铁院土木工程检测中心
中南大学重载铁路工程结构教育部重点实验室
中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所
石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室
出处
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期1445-1456,共12页
基金
国家重点研发计划“交通基础设施”重点专项揭榜挂帅项目(2022YFB2603301)
国家自然科学基金资助项目(52378468,52008404,U1934217)
+2 种基金
中国中铁重大专项项目(2020-Special-02,2021-Special-08)
中国中铁重大项目(2021-Major-02)
中国国家铁路集团科技研究开发计划课题(L2022G007,L2023G007)。
文摘
高速铁路路基在车辆荷载反复作用下不可避免地产生累积变形,影响铁路轨道-路基结构服役性能和车辆运行品质。为探明高铁路基在循环车辆动载下的累积变形空间分布特性和长期发展规律,建立车致路基累积变形预测模型,其主要由2个子模块组成:1)基于多体动力学和有限单元法建立的高速铁路车辆-轨道-路基耦合时变动力学模型;2)基于建立的车辆-轨道-路基动力相互作用模型,引入路基累积变形预测模型,利用循环跳跃的方式预测不同车辆荷载累积次数下路基的累积变形及其空间分布规律。2个模块的交互方面,在每次循环跳跃后,将路基累积变形空间映射至轨道,形成轨面附加几何不平顺,并同步更新迭代系统动力矩阵,建立了车致路基累积变形与系统动力响应之间的关联关系。研究结果表明:本文提出的计算模型可较好地揭示路基土体累积变形在循环车辆动载下的演化规律;采用循环跳跃的方法可更为真实准确地预测路基的累积变形,其计算的路基累积变形最大值为2.6069 mm,而未采用循环跳跃方法计算出的累积变形最大值则为1.7 mm,低估了34.8%。路基累积变形在前期发展较快,后期由于土体被不断夯实,累积变形的演化呈现减缓趋势,累积变形速率从1次加载0.035 mm减小到1次加载小于10^(-6)mm;在路基具有初始不均匀变形的区域内,路基累积变形的幅值大于路基没有初始不均匀变形的区域;路基的累积变形对系统的垂向动力响应的影响显著,动力响应表现为增大的趋势;对于系统的横向振动,累积变形的影响较小。本文提出的方法和研究结果可为高速铁路路基不均匀累积变形控制和预测提供技术支撑。
关键词
铁道工程
车辆
-
轨道
-
路基
动力
相互
作用
路基累积变形
空间几何映射
时变
动力
系统
Keywords
railway engineering
vehicle
-
track
-
subgrade dynamic interaction
subgrade cumulative deformation
spatial geometry mapping
time
-
varying dynamic system
分类号
U213.2 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
浮轨扣件轨道振动特性和减振效果研究
何况
张晗
李铁斌
关庆华
池茂儒
《噪声与振动控制》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
考虑地表变形的轨道-土体空间映射关系分析与车致振动评估
李正
徐磊
王卫东
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
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下载PDF
职称材料
3
车辆循环动载下高速铁路路基累积变形预测研究
李正
徐磊
王卫东
杜香刚
余志武
刘鹏飞
曾志平
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
3
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