基于车-轨-浮置板耦合模型的隔振器减振性能研究
发布时间：2021-10-25 10:13
基于新型可便捷检修和更换的城市轨道交通橡胶浮置板隔振器,利用ADAMA-Matlab联合仿真方法,考虑了隔振器的滞后非线性,建立了车-轨-浮置板耦合模型。研究了车辆载荷工况、隔振器布置数量和支撑失效情况对隔振器减振性能的影响。仿真研究发现:满载工况下隔振器变形是空载时的2倍多,但仍满足行业规范要求;4个隔振器足以承载列车在满载和空载工况下的列车运行;浮置板在隔振器职责失效位置及周边位置的位移虽仍在规定的限值内,但已明显增大,因此当发生支撑失效时,要及时更换隔振器。
【文章来源】：城市轨道交通研究. 2020,23(08)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图４?ＡＮＳＹＳ浮置板板部模型??利用ＡＤＡＭＳ／ＶＩＥＷ中的力元模型来模拟建??
ｋｇ．ｍ２）??１?０５０??二系横向阻尼／（Ｎ‘ｓ／ｍ）??３０?０００??构架点头转动惯??量／（ｋｇ．ｍ２）??１?７５０??二系垂向刚度／（Ｎ／ｍ）??２７５?０００??构架摇头转动??惯量／（ｋｇ＿ｍ２）??１?９８０??二系横向刚度／（Ｎ／ｍ）??３００?０００??轮对质量／ｋｇ??１?４２０??二系回转刚度／（Ｎ＊ｍ／ｒａｄ）??２１３?９００??轮对摇头转动??惯量／（ｋｇ．ｍ２）??９８５??轴距／ｍ??２．２??根据表１建立车体模型和转向架模型，如图１??及图２所示。??图２转向架模型??１．２轨道模型??钢轨及钢轨以下的轨道结构用ＡＤＡＭＳ／??ＲＡＩＬ软件构建。柔性轨道使用ＡＤＡＭＳ／ＲＡＩＬ的??Ｆｌｅｘｔｒａｃｋ模块模拟，钢轨用分段的ｂｅａｍ梁单元??模拟。??橡胶浮置板轨道系统的主要参数如表２所示。??柔性轨道模型如图３所示。??表２模型中钢轨的主要参数??参数??取值??单位质量／（ｋｇ／ｍ）??６０．６４??高度／ｍ??０．１７６??截面面积／ｍ２??８．〇ｘｌ〇－３??截面系数??０．３４２??截面惯性矩／ｍ４??３．２１７ｘｌ〇￣５??弹性模量／（Ｎ／ｍ２）??２．０６ｘｌ〇ｎ??转动惯量／（ｋｇ…２）??０．２５??剪切弹性模量／Ｐａ??７．７３ｘｌ〇１０??１．３浮置板模型??本文以某地铁的短型浮置板为原型建立浮置??板模型，尺寸为３．０ｍ（长）ｘ３．０ｍ（宽）ｘ〇．３?ｍ??（厚）。浮置板板部采用ＳＯＬＩＤ４５单元，密度为??２５００?ｋｇ／ｍ３。网格划分为映射划分，每一个小单元??的长宽高之比和原浮置板尺寸之比一致［Ｍ］，以方??便与ＡＤＡＭＳ
５??ｔ／ｓ??ａＨ？隔振器??－１．０?－０．５?０?０．５?１．０?１．５?２．０??位移／ｍｍ??图８不Ｍ载取ｒ．况下的隔振器位移仿真曲线??由图８可知，在空载和满载工况下，隔振器的位??移变化明？。满载工况下的隔振器最大位移均约为??０．４１?ｍｍ左右，是空载工况隔振器位移的２．３倍。由??此１１?ｒ知，列车满载运行对轨道的变形影响较大。然??而，满载工况时的隔振器最大位移仍低于相关规范要??求，可以满足高峰时段的列车运营需要。??ｔ／ｓ??ｂ）２＊隔振器??图７隔振器位移仿真曲线??在列车空载和满载工况下，轨道下方１＃￣２＃隔??振器的位移如阁８所示，其余隔振器的位移曲线情??况与之类似。??罔６力－位移滞间曲线??１．４联合仿真模型的验证??ＡＤＡＭＳ－Ｍａｔｌａｂ联合仿真借助了?Ｍａｔｌａｂ软件??的强大计算功能，得到的结果更具有说明力。ＡＤ－??ＡＭＳ／ＲＡＩＬ软件在仿真结束后，就会输出联合仿挥??文件。输出的程序只要对应于Ｍａｔｌａｂ即可。Ｍａｔ－??ｌａｂ软件能自动识别力元模型并进行导人，从而加快??了仿真速度，提髙了仿真精准性。??对建立好的联合仿真模型还要进行模型正确??性验证。??模型正确性验证的仿真工况为：橡胶减振器的??水平间距为１．４３５?ｍ，纵向间距为０．６?ｍ；仿真步长??为０．００５?ｓ；列车运行速度为１００?ｋｍ／ｈ；不考虑轨道??不平顺的影响。仿真结果中，１＃和２＃橡胶隔振器位??移图如图７所示。其余隔振器的位移丨｜丨｜线与之??类似。??由图７可知，橡胶隔振器的最大位移均为０．１８??ｍｍ左右，远远小于城市轨道交通行业规定值（３．００??ｍｍ
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于GA-PS的轨道橡胶隔振器滞回模型参数识别[J]. 刘伟栋,廖英英,刘永强. 石家庄铁道大学学报(自然科学版). 2017(04)
[2]新型橡胶隔振器参数辨识及动力学特性研究[J]. 王丹,张亚红,白长青,董光旭. 应用力学学报. 2017(03)
[3]钢弹簧浮置板轨道结构静力学分析[J]. 姚纯洁,郑玄东,肖安鑫. 城市轨道交通研究. 2012(02)
[4]城市轨道交通弹簧浮置板轨道过渡段设计分析[J]. 耿传智,刘在庆. 城市轨道交通研究. 2011(02)
硕士论文
[1]轨道减振器性能参数系统研究[D]. 陈新华.西南交通大学 2014
本文编号：3457190
【文章来源】：城市轨道交通研究. 2020,23(08)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图４?ＡＮＳＹＳ浮置板板部模型??利用ＡＤＡＭＳ／ＶＩＥＷ中的力元模型来模拟建??
ｋｇ．ｍ２）??１?０５０??二系横向阻尼／（Ｎ‘ｓ／ｍ）??３０?０００??构架点头转动惯??量／（ｋｇ．ｍ２）??１?７５０??二系垂向刚度／（Ｎ／ｍ）??２７５?０００??构架摇头转动??惯量／（ｋｇ＿ｍ２）??１?９８０??二系横向刚度／（Ｎ／ｍ）??３００?０００??轮对质量／ｋｇ??１?４２０??二系回转刚度／（Ｎ＊ｍ／ｒａｄ）??２１３?９００??轮对摇头转动??惯量／（ｋｇ．ｍ２）??９８５??轴距／ｍ??２．２??根据表１建立车体模型和转向架模型，如图１??及图２所示。??图２转向架模型??１．２轨道模型??钢轨及钢轨以下的轨道结构用ＡＤＡＭＳ／??ＲＡＩＬ软件构建。柔性轨道使用ＡＤＡＭＳ／ＲＡＩＬ的??Ｆｌｅｘｔｒａｃｋ模块模拟，钢轨用分段的ｂｅａｍ梁单元??模拟。??橡胶浮置板轨道系统的主要参数如表２所示。??柔性轨道模型如图３所示。??表２模型中钢轨的主要参数??参数??取值??单位质量／（ｋｇ／ｍ）??６０．６４??高度／ｍ??０．１７６??截面面积／ｍ２??８．〇ｘｌ〇－３??截面系数??０．３４２??截面惯性矩／ｍ４??３．２１７ｘｌ〇￣５??弹性模量／（Ｎ／ｍ２）??２．０６ｘｌ〇ｎ??转动惯量／（ｋｇ…２）??０．２５??剪切弹性模量／Ｐａ??７．７３ｘｌ〇１０??１．３浮置板模型??本文以某地铁的短型浮置板为原型建立浮置??板模型，尺寸为３．０ｍ（长）ｘ３．０ｍ（宽）ｘ〇．３?ｍ??（厚）。浮置板板部采用ＳＯＬＩＤ４５单元，密度为??２５００?ｋｇ／ｍ３。网格划分为映射划分，每一个小单元??的长宽高之比和原浮置板尺寸之比一致［Ｍ］，以方??便与ＡＤＡＭＳ
５??ｔ／ｓ??ａＨ？隔振器??－１．０?－０．５?０?０．５?１．０?１．５?２．０??位移／ｍｍ??图８不Ｍ载取ｒ．况下的隔振器位移仿真曲线??由图８可知，在空载和满载工况下，隔振器的位??移变化明？。满载工况下的隔振器最大位移均约为??０．４１?ｍｍ左右，是空载工况隔振器位移的２．３倍。由??此１１?ｒ知，列车满载运行对轨道的变形影响较大。然??而，满载工况时的隔振器最大位移仍低于相关规范要??求，可以满足高峰时段的列车运营需要。??ｔ／ｓ??ｂ）２＊隔振器??图７隔振器位移仿真曲线??在列车空载和满载工况下，轨道下方１＃￣２＃隔??振器的位移如阁８所示，其余隔振器的位移曲线情??况与之类似。??罔６力－位移滞间曲线??１．４联合仿真模型的验证??ＡＤＡＭＳ－Ｍａｔｌａｂ联合仿真借助了?Ｍａｔｌａｂ软件??的强大计算功能，得到的结果更具有说明力。ＡＤ－??ＡＭＳ／ＲＡＩＬ软件在仿真结束后，就会输出联合仿挥??文件。输出的程序只要对应于Ｍａｔｌａｂ即可。Ｍａｔ－??ｌａｂ软件能自动识别力元模型并进行导人，从而加快??了仿真速度，提髙了仿真精准性。??对建立好的联合仿真模型还要进行模型正确??性验证。??模型正确性验证的仿真工况为：橡胶减振器的??水平间距为１．４３５?ｍ，纵向间距为０．６?ｍ；仿真步长??为０．００５?ｓ；列车运行速度为１００?ｋｍ／ｈ；不考虑轨道??不平顺的影响。仿真结果中，１＃和２＃橡胶隔振器位??移图如图７所示。其余隔振器的位移丨｜丨｜线与之??类似。??由图７可知，橡胶隔振器的最大位移均为０．１８??ｍｍ左右，远远小于城市轨道交通行业规定值（３．００??ｍｍ
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于GA-PS的轨道橡胶隔振器滞回模型参数识别[J]. 刘伟栋,廖英英,刘永强. 石家庄铁道大学学报(自然科学版). 2017(04)
[2]新型橡胶隔振器参数辨识及动力学特性研究[J]. 王丹,张亚红,白长青,董光旭. 应用力学学报. 2017(03)
[3]钢弹簧浮置板轨道结构静力学分析[J]. 姚纯洁,郑玄东,肖安鑫. 城市轨道交通研究. 2012(02)
[4]城市轨道交通弹簧浮置板轨道过渡段设计分析[J]. 耿传智,刘在庆. 城市轨道交通研究. 2011(02)
硕士论文
[1]轨道减振器性能参数系统研究[D]. 陈新华.西南交通大学 2014
本文编号：3457190
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