基于速度谱强度高铁列车地震报警阈值研究

发布时间：2017-04-06 20:01

  本文关键词：基于速度谱强度高铁列车地震报警阈值研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国是一个地震多发的国家，地震会对高铁列车的运行安全构成严重威胁，所以有必要研究和建设高铁报警和紧急处置系统。以往高铁报警阈值主要是以峰值加速度为指标，而峰值加速度主要反映了高频成分，没有考虑中频和低频成分，为此需要研究即考虑峰值加速度又考虑频谱特性的报警阈值。通过谱强度的引入可以很好的解决这一问题，研究表明谱强度与峰值加速度成正比，不仅可以反映峰值加速度的影响，而且也可以反映频谱特性。本文针对基于谱强度高铁列车地震报警阈值进行了如下研究： (1)介绍了国内外高铁列车地震报警阈值的研究背景及研究现状 (2)选取近年来我国常用型号的高铁列车，确定列车相关的参数，并通过一些基本假设确定了其自由度及车辆-轨道耦合模型。采用德国轨道谱作为内部激励，分别选取不同频率的正弦波和15条地震波作为外部激励，对高铁列车的动力响应进行了计算分析。 (3)以轮轨横向力、轮重减载率和脱轨系数三个判别指标为依据，对不同车速下不同频率的正弦波和15条地震波输入下列车的安全性进行了评估，通过比较三项安全性指标给出了不同频率下正弦波的临界幅值和15条地震波的临界峰值加速度，并计算了不同频率下正弦波临界幅值和15条地震波的临界峰值加速度的界限速度谱，，在0.1-2.5s区间对界限速度谱积分，分别得到了不同频率下正弦波和15条地震波的临界谱强度，并最终汇总给出了基于谱强度高铁列车地震报警阈值的初步结果。
【关键词】：高速列车 车辆-轨道耦合模型 谱强度 报警阈值
【学位授予单位】：中国地震局工程力学研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U298;P315.9
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 高铁地震报警阈值研究现状10-12
• 1.2.1 日本高铁地震报警阈值研究现状10-11
• 1.2.2 我国高铁地震报警阈值研究现状11-12
• 1.3 本文的主要研究内容12-13
• 第二章 报警阈值分析基础理论及方法介绍13-35
• 2.1 车轨相互作用系统激励方式13-17
• 2.1.1 轨道不平顺13-14
• 2.1.2 轨道不平顺谱14-17
• 2.2 轨道不平顺谱的数值模拟17-19
• 2.3 车辆-轨道耦合系统动力学分析模型19-34
• 2.3.1 车辆模型的建立19-21
• 2.3.2 轮轨力21-22
• 2.3.3 轮轨间蠕滑力和法向力22-28
• 2.3.4 车辆动力平衡方程28-32
• 2.3.5 方程的求解32-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第三章 基于速度谱强度高铁列车地震安全性评估35-47
• 3.1 评判高铁列车安全运行标准35-37
• 3.1.1 脱轨系数35-36
• 3.1.2 轮重减载率36-37
• 3.1.3 横向轮轨力37
• 3.2 基于速度谱强度指标地震时高铁运行安全界限的计算过程37-38
• 3.2.1 基于速度 SI 指标地震时高铁运行安全评估方法37-38
• 3.2.2 基于速度谱强度指标高铁运行安全边界的确定38
• 3.3 正弦波输入下的计算结果38-40
• 3.4 地震输入下的实例分析40-45
• 3.5 本章小结45-47
• 第四章 典型高铁列车地震报警阈值分析研究47-57
• 4.1 基于速度 SI 列车报警阈值的确定47-55
• 4.2 结语55-57
• 第五章 结论及展望57-59
• 5.1 全文总结57
• 5.2 工作展望57-59
• 参考文献59-61
• 致谢61-63
• 作者简介63
• 攻读硕士期间发表的论文63
• 攻读硕士期间参加的科研项目63

【参考文献】

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1 黄俊飞,练松良,宗德明,胡伟强;轨道随机不平顺与车辆动力响应的相干分析[J];同济大学学报(自然科学版);2003年01期

2 刘承亮;史宏;王彤;;高速铁路地震监测技术研究与紧急处置系统的构建[J];铁路计算机应用;2009年11期

3 卢瑞珊;宋麒林;王富章;王彤;李平;;铁路地震灾害预警与应急系统现状及展望[J];铁路计算机应用;2010年07期

4 孙汉武;王澜;戴贤春;穆恩生;刘敬辉;;高速铁路地震紧急自动处置系统的研究[J];中国铁道科学;2007年05期

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本文编号：289545