城市轨道交通轨枕式减振轨道频率调谐机构的研究
发布时间：2021-04-24 12:28
为了降低轨道交通车辆运行时引起的环境振动,各种型式的减振轨道应用在我国城市轨道交通建设当中。在减振轨道的大面积使用的过程中,钢轨波浪性磨耗现象越来越严重,钢轨波磨不仅恶化了轮轨间相互作用关系,导致车辆与轨道系统振动及噪声增大,影响乘坐舒适性,而且缩短车辆与轨道部件的服役寿命,产生安全隐患。钢轨波磨为当今世界轨道交通发展面对的一大难题,缓解钢轨的波浪性磨耗成为当下必须解决的问题,本文提出了一种轨枕式减振轨道频率调节机构,以期能够缓解钢轨波磨的发生与发展,减少轨道与车辆部件的损伤。首先针对研究团队提出的新型轨枕式减振轨道的结构特点,建立了具有频率调谐机构的弹性侧支撑短枕式减振轨道与长枕式减振轨道有限元模型,研究频率调谐机构关键参数对弹性侧支撑短枕式与长枕式减振轨道固有频率和动力学响应特征的影响规律。研究结果表明,频率调节机构不仅可以改变弹性侧支撑短枕式与长枕式减振轨道结构的固有频率,而且提高减振轨道的稳定性和减振效果。频率调谐机构刚度对减振轨道的动力学影响比预紧力显著。对于弹性短轨枕而言,宜将频率调谐机构的初始刚度设为1kN/mm,既可以上下调节轨道的振动频率、提高稳定性,又便于制造,其中...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 减振轨道结构的国内外研究现状
1.2.1 扣件类减振轨道结构
1.2.2 常用的轨枕类减振轨道
1.2.3 道床类减振轨道
1.2.4 现有减振轨道的特点
1.3 城市轨道交通减振轨道的研究现状与出现的问题
1.3.1 轨道交通振动传递特征和减振轨道减振效果的研究
1.3.2 减振轨道相关动力学分析的时频域方法
1.3.3 减振轨道使用过程中出现的问题
1.4 本文研究的目的和内容
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究内容
2 车辆-轨道系统动力学模型的建立
2.1 车辆模型
2.2 柔性轨道模型
2.3 轨枕振动方程
2.4 轮轨接触模型
2.5 柔性体在系统动力学中的实现
2.6 本章小结
3 调谐机构对新型短枕式减振轨道的影响
3.1 新型短轨枕式减振轨道实体模型
3.2 新型短枕式减振轨道有限元计算模型
3.2.1 新型短枕式减振轨道有限元模型的网格与边界描述
3.2.2 有限元计算模型的材料选择
3.3 新型短枕式减振轨道振动模态分析
3.3.1 新型短枕式减振轨道的振型分析
3.3.2 频率调谐机构对新型短枕式减振轨道模态的影响
3.4 频率调谐机构对新型短枕式减振轨道动力学特性的影响
3.4.1 模态动力学理论
3.4.2 频率调谐机构刚度对短枕式减振轨道振动响应的影响
3.5 本章小结
4 调谐机构对新型长枕式减振轨道的影响
4.1 新型长枕式减振轨道结构
4.2 新型长枕式减振轨道结构的理论模型
4.2.1 车辆动荷载的计算
4.2.2 有限元模型计算模型
4.3 频率调谐机构关键参数对减振轨道模态的影响
4.4 抑振调频装置关键参数对减振轨道振动响应的影响
4.4.1 刚度对轨枕振动响应的影响
4.4.2 刚度对道床振动响应的影响
4.4.3 预紧力对轨道振动响应的影响
4.5 本章小结
5 频率调谐机构作用效果的仿真试验验证
5.1 新型轨枕式减振轨道的落轴实验
5.1.1 轨道结构落轴试验模型
5.1.2 落轴试验的理论模型
5.2 落轴试验的轨道结构动力响应波形分析
5.2.1 无调谐机构轨的动力学响应
5.2.2 安装频率调谐装置对轨道动力学响应的影响
5.2.3 安装频率调谐装置对轨道动力学响应的1/3倍频程分析
5.2.4 调谐机构预紧力对轨道动力学响应的影响
5.3 本章小结
6 调谐机构对车辆轨道耦合动力学的影响研究
6.1 无激励工况下调谐机构对车辆轨道动力学的影响
6.1.1 考虑调谐机构的动力学模型
6.1.2 调谐机构对轨道动力学的时域响应的影响
6.1.3 调谐机构对车辆动力学的时域响应的影响
6.1.4 调谐机构对车辆轨道动力学的频域响应的影响
6.2 随机不平顺下调谐机构对车辆轨道动力学的影响
6.2.1 随机不平顺
6.2.2 调谐机构刚度对车辆轨道力学的影响
6.2.3 频率调谐机构对轨道振动频率的影响
6.3 波磨激励下调谐机构对车辆轨道动力学的影响
6.4 .本章小结
7 落锤试验验证
7.1 试验概况
7.2 试验结果
结论
致谢
参考文献
参与的科研项目及论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢轨波磨对高速车辆振动特性的影响[J]. 刘国云,曾京,张波. 振动与冲击. 2019(06)
[2]高速铁路扣件弹条性能分析及频响特性研究[J]. 施何瑛,王安斌,高晓刚. 噪声与振动控制. 2019(01)
[3]铁路环境振动影响状况及防治技术分析研究[J]. 辜小安. 铁路节能环保与安全卫生. 2017(05)
[4]e型扣件弹条断裂原因频谱分析[J]. 肖宏,马春生,郭骁,王嘉斌. 同济大学学报(自然科学版). 2017(07)
[5]长沙地铁2号线一期工程轨道减振设计后评估[J]. 罗伟. 铁道勘测与设计. 2017(02)
[6]工程橡胶元件弹性特征参数的确定方法[J]. 刘艳,张济民,罗雁云,李秋彤. 同济大学学报(自然科学版). 2016(11)
[7]钢轨横向动态位移及振动水平对轨道安全性及钢轨波浪磨耗的影响[J]. 王安斌. 材料开发与应用. 2016(03)
[8]现代轨道交通工程科技前沿与挑战[J]. 翟婉明,赵春发. 西南交通大学学报. 2016(02)
[9]弹性短轨枕空吊对车辆-轨道系统的动力学影响分析[J]. 和振兴,杨吉忠,杨新文. 城市轨道交通研究. 2016(03)
[10]橡胶套靴垫板动态参数对重载车辆-弹性支承块轨道系统能量分布的影响分析[J]. 周昌盛,王平. 中国铁路. 2015(08)
博士论文
[1]地铁减振轨道结构振动及钢轨波磨研究[D]. 李响.北京交通大学 2019
[2]北京地铁钢轨波磨的机理及整治方案研究[D]. 张厚贵.北京交通大学 2015
[3]地铁钢轨波磨成因及其对车辆/轨道行为的影响[D]. 李伟.西南交通大学 2015
[4]地铁车辆—钢弹簧浮置板轨道耦合动态行为的研究[D]. 吴磊.西南交通大学 2012
[5]高速铁路轮轨噪声理论计算与控制研究[D]. 杨新文.西南交通大学 2010
[6]基于解析的车轨耦合模型及地铁对环境的振动影响研究[D]. 贾颖绚.北京交通大学 2009
[7]板式无砟轨道交通引起的环境振动研究[D]. 和振兴.西南交通大学 2008
[8]钢轨波浪形磨损研究[D]. 温泽峰.西南交通大学 2006
硕士论文
[1]车轮型面磨耗对轮轨接触特性及轨道、桥梁振动特性影响分析[D]. 昌超.华东交通大学 2018
[2]机车车辆滚振试验台几何参数测量系统研制[D]. 李嘉楠.西南交通大学 2018
[3]地铁先锋扣件轨道钢轨波磨形成机理初探[D]. 朱强强.西南交通大学 2018
[4]基于UM铁路桥梁车桥耦合振动响应分析[D]. 崔召.石家庄铁道大学 2017
[5]高速铁路CRTSⅢ减振型板式轨道的动力学特性研究[D]. 闫晓.石家庄铁道大学 2017
[6]地铁弹性长枕减振轨道结构的振动特性研究[D]. 焦雷.北京交通大学 2012
[7]城市轨道高架线常用轨道结构垂向振动传递特性对比分析[D]. 刘伟.北京交通大学 2012
[8]梯形轨枕在桥上和隧道内的垂向振动传递特性研究[D]. 赵倩.北京交通大学 2012
[9]地铁不同轨道结构动力特性及减振效果分析[D]. 巫江.北京交通大学 2012
[10]钢弹簧浮置板轨道结构减振性能和地铁振动传播规律的研究[D]. 孙晓静.山东大学 2012
本文编号：3157360
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 减振轨道结构的国内外研究现状
1.2.1 扣件类减振轨道结构
1.2.2 常用的轨枕类减振轨道
1.2.3 道床类减振轨道
1.2.4 现有减振轨道的特点
1.3 城市轨道交通减振轨道的研究现状与出现的问题
1.3.1 轨道交通振动传递特征和减振轨道减振效果的研究
1.3.2 减振轨道相关动力学分析的时频域方法
1.3.3 减振轨道使用过程中出现的问题
1.4 本文研究的目的和内容
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究内容
2 车辆-轨道系统动力学模型的建立
2.1 车辆模型
2.2 柔性轨道模型
2.3 轨枕振动方程
2.4 轮轨接触模型
2.5 柔性体在系统动力学中的实现
2.6 本章小结
3 调谐机构对新型短枕式减振轨道的影响
3.1 新型短轨枕式减振轨道实体模型
3.2 新型短枕式减振轨道有限元计算模型
3.2.1 新型短枕式减振轨道有限元模型的网格与边界描述
3.2.2 有限元计算模型的材料选择
3.3 新型短枕式减振轨道振动模态分析
3.3.1 新型短枕式减振轨道的振型分析
3.3.2 频率调谐机构对新型短枕式减振轨道模态的影响
3.4 频率调谐机构对新型短枕式减振轨道动力学特性的影响
3.4.1 模态动力学理论
3.4.2 频率调谐机构刚度对短枕式减振轨道振动响应的影响
3.5 本章小结
4 调谐机构对新型长枕式减振轨道的影响
4.1 新型长枕式减振轨道结构
4.2 新型长枕式减振轨道结构的理论模型
4.2.1 车辆动荷载的计算
4.2.2 有限元模型计算模型
4.3 频率调谐机构关键参数对减振轨道模态的影响
4.4 抑振调频装置关键参数对减振轨道振动响应的影响
4.4.1 刚度对轨枕振动响应的影响
4.4.2 刚度对道床振动响应的影响
4.4.3 预紧力对轨道振动响应的影响
4.5 本章小结
5 频率调谐机构作用效果的仿真试验验证
5.1 新型轨枕式减振轨道的落轴实验
5.1.1 轨道结构落轴试验模型
5.1.2 落轴试验的理论模型
5.2 落轴试验的轨道结构动力响应波形分析
5.2.1 无调谐机构轨的动力学响应
5.2.2 安装频率调谐装置对轨道动力学响应的影响
5.2.3 安装频率调谐装置对轨道动力学响应的1/3倍频程分析
5.2.4 调谐机构预紧力对轨道动力学响应的影响
5.3 本章小结
6 调谐机构对车辆轨道耦合动力学的影响研究
6.1 无激励工况下调谐机构对车辆轨道动力学的影响
6.1.1 考虑调谐机构的动力学模型
6.1.2 调谐机构对轨道动力学的时域响应的影响
6.1.3 调谐机构对车辆动力学的时域响应的影响
6.1.4 调谐机构对车辆轨道动力学的频域响应的影响
6.2 随机不平顺下调谐机构对车辆轨道动力学的影响
6.2.1 随机不平顺
6.2.2 调谐机构刚度对车辆轨道力学的影响
6.2.3 频率调谐机构对轨道振动频率的影响
6.3 波磨激励下调谐机构对车辆轨道动力学的影响
6.4 .本章小结
7 落锤试验验证
7.1 试验概况
7.2 试验结果
结论
致谢
参考文献
参与的科研项目及论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢轨波磨对高速车辆振动特性的影响[J]. 刘国云,曾京,张波. 振动与冲击. 2019(06)
[2]高速铁路扣件弹条性能分析及频响特性研究[J]. 施何瑛,王安斌,高晓刚. 噪声与振动控制. 2019(01)
[3]铁路环境振动影响状况及防治技术分析研究[J]. 辜小安. 铁路节能环保与安全卫生. 2017(05)
[4]e型扣件弹条断裂原因频谱分析[J]. 肖宏,马春生,郭骁,王嘉斌. 同济大学学报(自然科学版). 2017(07)
[5]长沙地铁2号线一期工程轨道减振设计后评估[J]. 罗伟. 铁道勘测与设计. 2017(02)
[6]工程橡胶元件弹性特征参数的确定方法[J]. 刘艳,张济民,罗雁云,李秋彤. 同济大学学报(自然科学版). 2016(11)
[7]钢轨横向动态位移及振动水平对轨道安全性及钢轨波浪磨耗的影响[J]. 王安斌. 材料开发与应用. 2016(03)
[8]现代轨道交通工程科技前沿与挑战[J]. 翟婉明,赵春发. 西南交通大学学报. 2016(02)
[9]弹性短轨枕空吊对车辆-轨道系统的动力学影响分析[J]. 和振兴,杨吉忠,杨新文. 城市轨道交通研究. 2016(03)
[10]橡胶套靴垫板动态参数对重载车辆-弹性支承块轨道系统能量分布的影响分析[J]. 周昌盛,王平. 中国铁路. 2015(08)
博士论文
[1]地铁减振轨道结构振动及钢轨波磨研究[D]. 李响.北京交通大学 2019
[2]北京地铁钢轨波磨的机理及整治方案研究[D]. 张厚贵.北京交通大学 2015
[3]地铁钢轨波磨成因及其对车辆/轨道行为的影响[D]. 李伟.西南交通大学 2015
[4]地铁车辆—钢弹簧浮置板轨道耦合动态行为的研究[D]. 吴磊.西南交通大学 2012
[5]高速铁路轮轨噪声理论计算与控制研究[D]. 杨新文.西南交通大学 2010
[6]基于解析的车轨耦合模型及地铁对环境的振动影响研究[D]. 贾颖绚.北京交通大学 2009
[7]板式无砟轨道交通引起的环境振动研究[D]. 和振兴.西南交通大学 2008
[8]钢轨波浪形磨损研究[D]. 温泽峰.西南交通大学 2006
硕士论文
[1]车轮型面磨耗对轮轨接触特性及轨道、桥梁振动特性影响分析[D]. 昌超.华东交通大学 2018
[2]机车车辆滚振试验台几何参数测量系统研制[D]. 李嘉楠.西南交通大学 2018
[3]地铁先锋扣件轨道钢轨波磨形成机理初探[D]. 朱强强.西南交通大学 2018
[4]基于UM铁路桥梁车桥耦合振动响应分析[D]. 崔召.石家庄铁道大学 2017
[5]高速铁路CRTSⅢ减振型板式轨道的动力学特性研究[D]. 闫晓.石家庄铁道大学 2017
[6]地铁弹性长枕减振轨道结构的振动特性研究[D]. 焦雷.北京交通大学 2012
[7]城市轨道高架线常用轨道结构垂向振动传递特性对比分析[D]. 刘伟.北京交通大学 2012
[8]梯形轨枕在桥上和隧道内的垂向振动传递特性研究[D]. 赵倩.北京交通大学 2012
[9]地铁不同轨道结构动力特性及减振效果分析[D]. 巫江.北京交通大学 2012
[10]钢弹簧浮置板轨道结构减振性能和地铁振动传播规律的研究[D]. 孙晓静.山东大学 2012
本文编号：3157360
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3157360.html
