有轨电车嵌入式轨道钢轨截面高度优化研究

发布时间：2017-07-18 22:19

  本文关键词：有轨电车嵌入式轨道钢轨截面高度优化研究

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【摘要】：有轨电车嵌入式轨道结构可视为连续弹性支承结构。而相比于可看作弹性点支承结构的埋入式轨道结构相比,其需要钢轨提供的抗弯刚度要求降低。本文结合示范线的实际情况,并建立钢轨在不同支承方式下的力学模型,在满足钢轨初步设计条件下,通过钢轨动弯应力检算以及钢轨稳定性检算,得到钢轨截面高度优化值。主要研究内容包括：(1)嵌入式轨道钢轨与有扣件固定的埋入式轨道结构钢轨在支承方式上存在较大差别,根据钢轨的功能和结构特点,结合嵌入式轨道的独特的连续支承方式,提出钢轨高度的优化问题,然后通过理论分析,得到钢轨截面高度优化的范围为将轨腰部分全部去掉。(2)分析了在竖向力作用下,连续支承和点支承下钢轨的轨头和轨底所承受的应力。通过对比得出了嵌入式轨道结构钢轨的抗弯刚度冗余量过大,从而对嵌入式轨道钢轨在满足动弯应力检算要求的前提下,进行高度降低优化。得出在满足动弯应力的条件下,钢轨轨腰高度可降低50mm。(3)分析在满足动弯应力前提下钢轨的稳定性,轨腰高度不同时,随着温度的增加,钢轨竖向位移变化趋势基本相同,轨腰高度的减小对钢轨竖向稳定性是有利的。轨腰高度的优化从钢轨竖向稳定性角度考虑是可行的。支承刚度不同时,随着温度的增加,钢轨竖向位移变化趋势基本相同,温升从20℃到50℃钢轨竖向位移呈线性增加,增长速度较快,但位移最值都不大,50℃以上位移变化不大,钢轨竖向位移随着支承刚度的增大而减小,变化较大,但数量级仍很小。嵌入式材料对钢轨有足够的约束能力。
【关键词】：嵌入式轨道 钢轨 稳定性 应力 优化
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U492.433
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 有轨电车的两种支撑方式12-15
• 1.3 目的与意义15-16
• 1.4 有轨电车的研究现状16-18
• 1.4.1 不同支撑方式对钢轨的影响的研究现状16-17
• 1.4.2 有轨电车嵌入式轨道结构力学特性的研究现状17-18
• 1.5 主要研究内容18-19
• 1.6 主要技术路线图19-21
• 第2章 有轨电车钢轨截面高度优化初步设计21-32
• 2.1 钢轨的结构性能简介21-23
• 2.2 支承方式对钢轨受力的影响研究23-26
• 2.2.1 点支承下钢轨受力分析23-24
• 2.2.2 点支承下钢轨受力分析24-25
• 2.2.3 连续支撑结构抗弯刚度减小的可行性研究25-26
• 2.3 槽型钢轨轨腰初步优化方案26-27
• 2.4 截面抗弯刚度与轨腰高度的关系研究27-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第3章 钢轨动弯应力分析32-47
• 3.1 动弯应力分析模型32-35
• 3.1.1 受力条件32-33
• 3.1.2 计算参数33-34
• 3.1.3 计算模型34-35
• 3.2 动弯应力分析基准的确立35-36
• 3.3 轨腰降低对钢轨动弯应力的影响36-37
• 3.4 嵌入式材料支承刚度对钢轨动弯应力的影响37-46
• 3.5 本章小结46-47
• 第4章 钢轨稳定性分析47-58
• 4.1 钢轨稳定性问题的说明47-48
• 4.2 钢轨竖向稳定性模型48-49
• 4.2.1 力学模型48-49
• 4.2.2 计算参数49
• 4.3 轨腰高度对稳定性的影响49-52
• 4.4 支承刚度对稳定性的影响52-56
• 4.5 本章小结56-58
• 结论与展望58-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-67
• 攻读硕士学位期间发表的论文67

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本文编号：560071