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注，準確掌握輪軌振動的規(guī)律，是解決這些問題的關鍵所在。本文在總結國內外相關研究的基礎上，結合國內地鐵主要應用的一些減振軌道結構和車輛，分別建立了車輛、軌道結構及車輛-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構的輪軌振動傳遞特性和行車動力性能。主要研究內容和結論如下:
　　(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、軌道結構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構中輪軌振動的差異。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，且軌道結構型式對小于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構型式影

3、響，四種軌道結構均在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構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，在僅考慮軌道結構本身平順性情況下，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，對此應合理優(yōu)化車輛及軌道結構參數(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，從頻域與時域相結合的角度研究了不同地鐵軌道結構的輪軌振動特性，為進一步研究輪軌振動及其引發(fā)的噪聲和鋼軌病