考虑枕下胶垫超弹性本构的弹性长枕轨道动力仿真

发布时间：2021-07-27 16:45

　　为揭示枕下胶垫超弹性本构特征对弹性长枕轨道动力响应的影响,基于Mooney-Rivlin超弹性本构理论,建立车辆-轨道-隧道-土体空间耦合动力学模型,分析车辆荷载作用下轨道-隧道系统的动力响应,与等效刚度法进行对比,并探讨超弹性本构中枕下胶垫的合理硬度。研究结果表明:基于超弹性本构仿真得到的轨道各位置位移、加速度数据更真实准确;随着枕下胶垫硬度减小,隧道壁加速度有效值减小,但会放大轨枕垂向位移及下部结构75 Hz频段的振动;综合考虑轨道动力响应、振动传递特性及减振效果,建议弹性长枕轨道枕下胶垫的绍尔硬度取52。 

【文章来源】：中南大学学报(自然科学版). 2020,51(07)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

绍尔硬度与弹性模量的拟合关系

车辆-轨道-隧道-土体耦合模型

弹性长枕轨道模型基于有限元建立，如图3所示。钢轨、轨枕、枕下胶垫、道床均采用实体单元模拟，扣件简化为弹簧阻尼单元，考虑纵横垂向刚度和阻尼。扣件间距为0.6 m，垂向刚度为30 kN/mm，纵横向刚度为40 kN/mm，纵横垂向阻尼为50 kN·s/m；轨枕长为2 300 mm，宽为300 mm，高为180 mm；道床下表面为圆弧形，半径为2.45 m，中间排水沟留空。橡胶套靴和枕下胶垫密贴，视为一体的枕下胶垫，厚度取15 mm。道床与隧道、隧道与土体之间视为密贴，不考虑其相对位移。隧道及土体采用实体单元模拟，土体采用Mohr-Coulomb本构，考虑其摩擦角和黏聚力。模型中隧道埋深为12 m，外径为5.80 m，衬砌厚为0.45 m。土体宽度和深度均取80 m，满足隧道直径的15倍左右和隧道埋深的7倍左右[12]要求。轨道、隧道及土体模型中材料参数见表1。

【参考文献】：
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本文编号：3306161