准零刚度磁流变阻尼浮置板轨道非线性减振机理及参数设计研究
发布时间：2021-05-10 16:32
随着我国城市交通建设的快速发展,地铁给人们生活带来方便快捷的交通出行的同时,所引起的环境振动问题也日趋严重,逐渐受到社会各界的广泛关注。钢弹簧浮置板轨道是目前公认减振效果较好的轨道结构,在较宽频域范围内起到了良好的减振效果,但是现有的文献研究表明浮置板轨道在基频的振动放大现象仍有待解决。本文从非线性刚度和阻尼两个方面,把准零刚度结构和磁流变阻尼器引入到传统的钢弹簧浮置板轨道中,为提高钢弹簧浮置板轨道在低频的减振性能提供了一个值得尝试的途径。首先基于传统的钢弹簧浮置板轨道结构,设计了准零刚度浮置板轨道的基本型式,通过对单自由度模型的受力分析,确定准零刚度结构的参数对系统动力特性的影响;同时对磁流变阻尼器进行动力性能测试,根据测试结果对本文选取的动力学模型进行参数拟合,然后结合单自由度理论验证准零刚度和磁流变阻尼器的减振性能;最后建立地铁车辆—准零刚度磁流变阻尼浮置板轨道垂向耦合动力学模型,仿真分析准零刚度结构和磁流变阻尼器的关键参数对轮轨安全性和轨道减振性能的影响。本文的主要研究成果和结论如下:（1）本文以经典的横向弹簧作为负刚度元件设计了一种准零刚度浮置板轨道结构型式,基于此结构型式分...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及研究意义
1.2 准零刚度结构国内外研究现状
1.2.1 准零刚度结构简介
1.2.2 准零刚度结构类型
1.3 磁流变阻尼材料的研究现状
1.3.1 磁流变阻尼材料的应用
1.3.2 磁流变阻尼材料的理论研究
1.4 本文主要研究内容
第2章 准零刚度浮置板轨道结构减振机理及参数设计
2.1 准零刚度浮置板轨道结构设计
2.2 准零刚度浮置板轨道单自由度模型非线性动力特性
2.2.1 单自由度模型受力分析
2.2.2 负刚度元件参数对动力特性影响分析
2.3 准零刚度浮置板轨道单自由度系统幅频特性分析
2.3.1 准零刚度结构非线性振动方程求解
2.3.2 结构参数对系统响应幅值的影响
2.3.3 系统的力传递率
2.4 本章小结
第3章 磁流变阻尼器的非线性动力特征
3.1 磁流变阻尼器的动力测试
3.1.1 磁流变阻尼器力学性能测试结果
3.2 磁流变阻尼的动力学模型
3.3 参数识别
3.4 磁流变阻尼器的半主动控制策略
3.5 准零刚度磁流变阻尼浮置板轨道单自由度模型减振机理分析
3.6 小结
第4章 车辆—准零刚度磁流变阻尼浮置板轨道垂向耦合振动响应分析
4.1 时域分析模型
4.1.1 车辆垂向模型
4.1.2 准零刚度磁流变阻尼浮置板轨道模型
4.1.3 轮轨非线性接触关系
4.1.4 时域积分方法
4.2 计算工况
4.3 仿真计算结果
4.3.1 轮轨安全性分析
4.3.2 磁流变阻尼器对轨道结构减振性能的影响分析
4.3.3 准零刚度结构对轨道结构减振性能的影响分析
4.3.4 准零刚度结构+磁流变阻尼器对地铁减振性的影响分析
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 主要研究工作与结论
5.2 展望
致谢
参考文献
硕士期间发表的学术论文及科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢轨扣件弹性垫板的动态黏弹塑性力学试验及理论表征研究[J]. 韦凯,王丰,牛澎波,王绍华,王平. 铁道学报. 2018(12)
[2]磁流变阻尼半主动隔振的钢弹簧浮置板轨道动力响应分析[J]. 韦凯,豆银玲,赵东锋,王平,杜香刚. 中南大学学报(自然科学版). 2018(06)
[3]考虑载荷变化的准零刚度隔振器动态特性[J]. 程春,李舜酩,王勇,江星星. 振动.测试与诊断. 2017(04)
[4]采用轨道式负刚度装置的结构减震控制研究[J]. 孙彤,李宏男,赖志路,Satish Nagarajaiah. 振动工程学报. 2017(03)
[5]不同时速下地铁多种轨道结构现场测试与分析[J]. 葛辉,杨麒陆,梁迎春,王平. 铁道标准设计. 2017(01)
[6]新型准零刚度隔振系统设计与特性研究[J]. 聂高法,张军. 荆楚理工学院学报. 2016(02)
[7]地铁浮置式轨道引起地表振动响应解析预测模型研究[J]. 吴宗臻,刘维宁,马龙祥,王文斌. 振动与冲击. 2014(17)
[8]一种准零刚度隔振器的特性分析与实验研究[J]. 徐道临,张月英,周加喜,张敬. 振动与冲击. 2014(11)
[9]准零刚度隔振系统跳跃频率区间隔振研究[J]. 徐道临,余奇平,周加喜,张敬. 中国机械工程. 2014(02)
[10]准零刚度微振动隔振器的原理和性能研究[J]. 刘兴天,孙靖雅,肖锋,华宏星. 振动与冲击. 2013(21)
博士论文
[1]空气弹簧准零刚度隔振器的特性分析及应用研究[D]. 任旭东.中国人民解放军军事医学科学院 2017
[2]新型准零刚度隔振器的设计和特性研究[D]. 孟令帅.中国人民解放军军事医学科学院 2015
[3]基于磁流变阻尼器的整星半主动隔振技术研究[D]. 涂奉臣.哈尔滨工业大学 2010
[4]基于MR阻尼器的半主动结构控制的理论与试验研究[D]. 徐龙河.天津大学 2004
硕士论文
[1]磁流变阻尼浮置板轨道减振机理研究[D]. 葛辉.西南交通大学 2018
[2]基于声子晶体的地铁轨道弹性垫层波阻单元设计研究[D]. 邢俊.西南交通大学 2017
[3]磁流变阻尼半主动减振浮置板轨道动力响应分析及其地面振动预测[D]. 赵东锋.西南交通大学 2016
[4]正负刚度并联准零刚度隔振系统的研究[D]. 严柏熠.哈尔滨工业大学 2015
[5]准零刚度隔振器的特性分析及实验研究[D]. 张月英.湖南大学 2013
[6]地铁钢弹簧浮置板轨道对环境振动的影响分析[D]. 李俊岭.西南交通大学 2011
[7]地铁列车引起的自由场地振动规律及对周围建筑物的影响研究[D]. 文强.北京交通大学 2008
本文编号：3179690
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及研究意义
1.2 准零刚度结构国内外研究现状
1.2.1 准零刚度结构简介
1.2.2 准零刚度结构类型
1.3 磁流变阻尼材料的研究现状
1.3.1 磁流变阻尼材料的应用
1.3.2 磁流变阻尼材料的理论研究
1.4 本文主要研究内容
第2章 准零刚度浮置板轨道结构减振机理及参数设计
2.1 准零刚度浮置板轨道结构设计
2.2 准零刚度浮置板轨道单自由度模型非线性动力特性
2.2.1 单自由度模型受力分析
2.2.2 负刚度元件参数对动力特性影响分析
2.3 准零刚度浮置板轨道单自由度系统幅频特性分析
2.3.1 准零刚度结构非线性振动方程求解
2.3.2 结构参数对系统响应幅值的影响
2.3.3 系统的力传递率
2.4 本章小结
第3章 磁流变阻尼器的非线性动力特征
3.1 磁流变阻尼器的动力测试
3.1.1 磁流变阻尼器力学性能测试结果
3.2 磁流变阻尼的动力学模型
3.3 参数识别
3.4 磁流变阻尼器的半主动控制策略
3.5 准零刚度磁流变阻尼浮置板轨道单自由度模型减振机理分析
3.6 小结
第4章 车辆—准零刚度磁流变阻尼浮置板轨道垂向耦合振动响应分析
4.1 时域分析模型
4.1.1 车辆垂向模型
4.1.2 准零刚度磁流变阻尼浮置板轨道模型
4.1.3 轮轨非线性接触关系
4.1.4 时域积分方法
4.2 计算工况
4.3 仿真计算结果
4.3.1 轮轨安全性分析
4.3.2 磁流变阻尼器对轨道结构减振性能的影响分析
4.3.3 准零刚度结构对轨道结构减振性能的影响分析
4.3.4 准零刚度结构+磁流变阻尼器对地铁减振性的影响分析
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 主要研究工作与结论
5.2 展望
致谢
参考文献
硕士期间发表的学术论文及科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢轨扣件弹性垫板的动态黏弹塑性力学试验及理论表征研究[J]. 韦凯,王丰,牛澎波,王绍华,王平. 铁道学报. 2018(12)
[2]磁流变阻尼半主动隔振的钢弹簧浮置板轨道动力响应分析[J]. 韦凯,豆银玲,赵东锋,王平,杜香刚. 中南大学学报(自然科学版). 2018(06)
[3]考虑载荷变化的准零刚度隔振器动态特性[J]. 程春,李舜酩,王勇,江星星. 振动.测试与诊断. 2017(04)
[4]采用轨道式负刚度装置的结构减震控制研究[J]. 孙彤,李宏男,赖志路,Satish Nagarajaiah. 振动工程学报. 2017(03)
[5]不同时速下地铁多种轨道结构现场测试与分析[J]. 葛辉,杨麒陆,梁迎春,王平. 铁道标准设计. 2017(01)
[6]新型准零刚度隔振系统设计与特性研究[J]. 聂高法,张军. 荆楚理工学院学报. 2016(02)
[7]地铁浮置式轨道引起地表振动响应解析预测模型研究[J]. 吴宗臻,刘维宁,马龙祥,王文斌. 振动与冲击. 2014(17)
[8]一种准零刚度隔振器的特性分析与实验研究[J]. 徐道临,张月英,周加喜,张敬. 振动与冲击. 2014(11)
[9]准零刚度隔振系统跳跃频率区间隔振研究[J]. 徐道临,余奇平,周加喜,张敬. 中国机械工程. 2014(02)
[10]准零刚度微振动隔振器的原理和性能研究[J]. 刘兴天,孙靖雅,肖锋,华宏星. 振动与冲击. 2013(21)
博士论文
[1]空气弹簧准零刚度隔振器的特性分析及应用研究[D]. 任旭东.中国人民解放军军事医学科学院 2017
[2]新型准零刚度隔振器的设计和特性研究[D]. 孟令帅.中国人民解放军军事医学科学院 2015
[3]基于磁流变阻尼器的整星半主动隔振技术研究[D]. 涂奉臣.哈尔滨工业大学 2010
[4]基于MR阻尼器的半主动结构控制的理论与试验研究[D]. 徐龙河.天津大学 2004
硕士论文
[1]磁流变阻尼浮置板轨道减振机理研究[D]. 葛辉.西南交通大学 2018
[2]基于声子晶体的地铁轨道弹性垫层波阻单元设计研究[D]. 邢俊.西南交通大学 2017
[3]磁流变阻尼半主动减振浮置板轨道动力响应分析及其地面振动预测[D]. 赵东锋.西南交通大学 2016
[4]正负刚度并联准零刚度隔振系统的研究[D]. 严柏熠.哈尔滨工业大学 2015
[5]准零刚度隔振器的特性分析及实验研究[D]. 张月英.湖南大学 2013
[6]地铁钢弹簧浮置板轨道对环境振动的影响分析[D]. 李俊岭.西南交通大学 2011
[7]地铁列车引起的自由场地振动规律及对周围建筑物的影响研究[D]. 文强.北京交通大学 2008
本文编号：3179690
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