基于变速及曲线车轨耦合频域解析模型的地铁减振轨道动力特性研究 被引量：2

1

作者 李克飞 刘维宁 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期131-133,共3页

地铁振动是个复杂的系统问题，涉及列车类型、轨道结构、线路状况和行车速度等诸多因素。在轨道结构周期性频域解析模型的基础上，结合地铁现场锤击试验和振源测试，建立变速及曲线车轨耦合频域解析模型，研究地铁减振轨道的动力特性，... 地铁振动是个复杂的系统问题，涉及列车类型、轨道结构、线路状况和行车速度等诸多因素。在轨道结构周期性频域解析模型的基础上，结合地铁现场锤击试验和振源测试，建立变速及曲线车轨耦合频域解析模型，研究地铁减振轨道的动力特性，主要研究内容和结论如下。 展开更多

关键词 地铁 减振轨道 动力特性 车轨耦合模型 频域 变速 曲线

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基于货-车-轨耦合动力学分析的重车重心高度及管控规则研究

2

作者 杨能普 周苗 +2 位作者 王文昆 黄全 韩梅 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期36-46,共11页

我国现行重车重心高度管控规则已凸显限制铁路货运系统运输能力的矛盾。针对此问题,通过深度剖析货物-车体耦合机制,建立货-车-轨耦合动力学模型,并采用动态Nadal限度评估车辆运行脱轨风险,基于模型仿真分析我国铁路通用货车在正常速度... 我国现行重车重心高度管控规则已凸显限制铁路货运系统运输能力的矛盾。针对此问题,通过深度剖析货物-车体耦合机制,建立货-车-轨耦合动力学模型,并采用动态Nadal限度评估车辆运行脱轨风险,基于模型仿真分析我国铁路通用货车在正常速度运行时应限制的重车重心限制高度,以及重心高度超过该限值时的相应限速规定。研究结果表明:针对货物装载参数影响车辆动力学行为的研究,动态Nadal限度可有效减小脱轨误判率,相比于经典Nadal限度更适宜作为脱轨风险的评判依据;基于动态Nadal限度判定车辆脱轨风险,我国铁路通用货车的重车重心限制高度可提升至2400 mm;在保证车辆运行安全的前提下,重心超高时的区间限速规定可以合理地适当放宽。 展开更多

关键词 货物运输 重车重心高度 货-车-轨耦合模型 车辆运行安全 脱轨风险评估

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重载铁路隧道车-轨-隧耦合模型及底部结构动力响应影响因素研究 被引量：4

3

作者 肖鹏 彭立敏 +2 位作者 李锐 王海林 雷明锋 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期3737-3745,共9页

重载列车在提高运输效能的同时也会加剧对基础设施结构的损伤,甚至影响行车安全,因此,开展系统的重载铁路隧道动力响应特性研究具有重要的现实意义。模型在系统分析列车、轨道、隧道底部结构与围岩间相互作用关系的基础上,分别通过赫兹... 重载列车在提高运输效能的同时也会加剧对基础设施结构的损伤,甚至影响行车安全,因此,开展系统的重载铁路隧道动力响应特性研究具有重要的现实意义。模型在系统分析列车、轨道、隧道底部结构与围岩间相互作用关系的基础上,分别通过赫兹非线性理论定义轮-轨接触和通过修改钢轨竖向坐标的二次建模方法引入轨道不平顺,重点分析和表征了各列车机构、隧道结构体系之间的相互耦合关系,建立了车辆-轨道-隧道一体化三维耦合有限元数值模型,并开展对比验证。研究结果表明:模型的计算结果与既有文献中的实测数据相差较小,最大相对差值为12.2%,说明所建立的车辆-轨道-隧道一体化耦合模型及其参数的选取是合理可靠的。在此基础上,进一步针对列车轴重、围岩条件、填充层厚度和轨道条件4个关键因素对重载铁路隧道底部结构的动力响应影响规律开展了共计15个工况的模拟计算。研究结果表明:隧道底部结构及基岩的主应力、沉降变形均随列车轴重的增大、围岩条件的变差以及填充层厚度的减薄而快速呈线性增大;列车轴重和围岩条件对底部结构的动力响应影响最为显著;适当增加填充层厚度能减轻列车动载对隧道底部结构的冲击作用,对于Ⅳ-Ⅵ级围岩地段,建议填充层厚度不宜小于1.33 m。 展开更多

关键词 重载铁路隧道 车-轨-隧耦合模型 动力响应特性 影响因素

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考虑波磨激励的城市轨道车辆轮对吸振器减振方法

4

作者 游浩明 文永蓬 +2 位作者 宗志祥 李琼 周伟浩 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2023年第1期159-165,238,共8页

以抑制钢轨波浪形磨耗导致的城市轨道车辆振动为目的,提出一种新颖的适用于城市轨道车辆的轮对吸振器减振方法,建立包含轮对吸振器的车辆-轨道系统耦合模型。通过对轨道不平顺和钢轨波磨综合激扰源的构建,分析钢轨波磨激励对车辆系统动... 以抑制钢轨波浪形磨耗导致的城市轨道车辆振动为目的,提出一种新颖的适用于城市轨道车辆的轮对吸振器减振方法,建立包含轮对吸振器的车辆-轨道系统耦合模型。通过对轨道不平顺和钢轨波磨综合激扰源的构建,分析钢轨波磨激励对车辆系统动态响应的影响;针对轨道车辆的轮对振动特性,讨论轮对吸振器在不同工况下的减振效果。结果表明:钢轨波浪形磨耗会引起车辆系统各部件振动加剧,对轮对振动影响最为严重。在不同波长、不同波深波磨作用下,安装轮对吸振器的轨道车辆轮对振动都被很好抑制,轮对吸振器在不同速度以及不同载重工况下均有较好减振效果。轮对吸振器能够有效降低轮对的垂向振动,特别适合用于提升城市轨道车辆舒适性。研究工作为提高城市轨道车辆运行平稳性提供参考依据。 展开更多

关键词 振动与波 钢轨波磨 车轨耦合模型 吸振器 轮对振动 减振

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落石冲击作用下西部山区铁路简支箱梁桥行车安全性研究

5

作者 胥思明 杨浩哲 +3 位作者 勾红叶 王君明 蒲黔辉 李洋 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第10期112-118,128,共8页

为研究落石冲击作用对铁路桥梁行车安全性的影响规律,以西部山区某铁路简支箱梁桥为研究对象,建立充分考虑材料非线性和接触非线性的落石冲击桥梁仿真分析模型和列车-轨道-桥梁耦合动力分析模型;阐明落石冲击桥墩工况下落石冲击力特征,... 为研究落石冲击作用对铁路桥梁行车安全性的影响规律,以西部山区某铁路简支箱梁桥为研究对象,建立充分考虑材料非线性和接触非线性的落石冲击桥梁仿真分析模型和列车-轨道-桥梁耦合动力分析模型;阐明落石冲击桥墩工况下落石冲击力特征,分析落石冲击作用下桥上行车安全性能,并揭示落石冲击速度、冲击角度、冲击高度和落石直径对行车安全性的影响规律。研究结论如下:(1)落石冲击力的峰值随着落石速度、落石直径的增大而增大,落石冲击高度和冲击角度几乎不影响落石冲击力峰值;(2)落石直径的增大会扩大桥墩结构破坏范围,表现为多个冲击力峰值的出现和冲击力时程的延长;(3)落石冲击速度越快,冲击能量越大,对桥上行车安全影响越大,落石冲击高度越接近墩顶、落石直径越大,列车横向动力响应越大,对桥上行车安全威胁越大;(4)落石冲击角度各工况下列车各项安全评价指标时程曲线变化规律相似,对桥上行车安全影响变化较小;(5)轮重减载率对落石直径和冲击高度十分敏感,轮重减载率在落石直径达到2.5 m时超出规范限值。研究成果可为西部山区铁路桥梁全寿命周期的设计和安全运维提供参考。 展开更多

关键词 铁路桥梁 落石冲击 车-轨-桥耦合振动模型 动力响应 行车安全性

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随机车轮不圆顺及车辆参数对轨道频域振动响应影响分析 被引量：2

6

作者 李明航 马蒙 +2 位作者 谭新宇 张厚贵 刘卫丰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第22期104-111,137,共9页

列车引起轨道振动响应受车辆参数及车轮养护维修状态差异等因素影响,短时间内不同地铁列车通过某一固定测试断面引起的振动响应呈现显著的不确定性,且在频域内不同频段的离散特征差异明显。为研究车轮不圆顺及车辆参数随机性对轨道振动... 列车引起轨道振动响应受车辆参数及车轮养护维修状态差异等因素影响,短时间内不同地铁列车通过某一固定测试断面引起的振动响应呈现显著的不确定性,且在频域内不同频段的离散特征差异明显。为研究车轮不圆顺及车辆参数随机性对轨道振动响应的影响,以不同运营里程地铁列车车轮不圆顺实测样本为基础,构建了随机车轮不圆顺谱;测量了某地铁隧道区间轨道动态不平顺、钢轨表面粗糙度及轨道垂向振动响应;基于车-轨耦合频域解析模型,采用随机模拟法计算了随机车辆参数及随机车轮不圆顺联合作用下的轨道频域振动响应。研究发现:采用实测车轮不圆顺耦合轨道不平顺作为激励,计算获得频域轨道振动响应与测试值吻合良好,8 Hz~200 Hz的平均绝对百分比误差为2.4%;随机车辆参数、随机车轮不圆顺耦合实测轨道不平顺作用下,8 Hz以下的振动响应未出现显著的离散;16 Hz以上的振动加速度级离散明显,并均呈现正偏态分布特征;63 Hz以上频段分频振动加速度级离散超过20 dB。 展开更多

关键词 功率谱 车轮不圆顺 车辆参数 车-轨耦合模型 轮轨耦合不平顺 随机模拟

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风屏障破坏所致风载突变对桥梁列车行车安全影响研究 被引量：1

7

作者 吴肖波 张迅 +1 位作者 韩艳 何旭辉 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期78-86,共9页

为研究桥上风屏障局部破坏对桥梁列车行车安全性的影响,以某四塔公铁两用斜拉桥为背景,进行列车动力响应和行车安全性影响参数分析。推导列车通过风屏障破坏段时车辆和桥梁的风荷载,并通过桥梁和列车节段模型风洞试验,测得计算所需气动... 为研究桥上风屏障局部破坏对桥梁列车行车安全性的影响,以某四塔公铁两用斜拉桥为背景,进行列车动力响应和行车安全性影响参数分析。推导列车通过风屏障破坏段时车辆和桥梁的风荷载,并通过桥梁和列车节段模型风洞试验,测得计算所需气动力系数;在此基础上建立风-车-轨-桥耦合振动模型,研究了风屏障破坏段长度、平均风速和列车车速对列车动力响应及行车安全的影响。结果表明:突风效应会导致列车横向位移达到最大值,遮风效应会使列车横向加速度达到最大值;随风屏障破坏段长度、平均风速和列车车速的增加,列车动力响应随之增加;风屏障破坏会增加列车的轮重减载率和脱轨系数,并且高风速下各节车辆在风屏障破坏段的脱轨系数差异较大;仅在风速不大于10 m/s时,列车可以180 km/h的车速安全通过风屏障破坏段。 展开更多

关键词 大跨度桥梁 风-车-轨-桥耦合振动模型 风屏障 风载突变 行车安全 脱轨系数 轮重减载率 气动力系数

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地铁列车曲线运行振动源强特性分析 被引量：11

8

作者 刘维宁 杜林林 刘卫丰 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期26-33,共8页

城市轨道交通线路的一个重要特征是曲线占比高,当列车通过曲线轨道时,其特殊的振动源强特性产生了与直线轨道不同的环境振动影响,以往计算与评估并未对此做出严谨的考虑,从而带来了较大的评估误差。作为轨道交通环境振动与二次噪声评估... 城市轨道交通线路的一个重要特征是曲线占比高,当列车通过曲线轨道时,其特殊的振动源强特性产生了与直线轨道不同的环境振动影响,以往计算与评估并未对此做出严谨的考虑,从而带来了较大的评估误差。作为轨道交通环境振动与二次噪声评估的一个重要因素,地铁列车曲线运行产生的振动源强,至今为止尚未研究清楚。为了填补这一空白,本文基于轮轨跟随模式,采用频域解析方法,建立了曲线轨道-车辆动力耦合解析模型,系统深入地研究了地铁曲线轨道源强支反力的振动强度、方向以及频域响应特性,研究了曲线行车时车-轨关键参数与振动源强的因果关系。这将提高曲线轨道振动影响预测的准确性,满足城市轨道交通环境振动影响预测与评估的实际需要。 展开更多

关键词 地铁 曲线轨道 振动源强 车轨耦合模型

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高铁列车运行作用下燃气管涵结构动力响应分析 被引量：1

9

作者 曲翔宇 冯同同 +1 位作者 夏龙 刘卫丰 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第S01期363-370,共8页

以京张高铁跨越某燃气管涵为例,建立混凝土防护刚构-土体-燃气管涵三维动力有限元模型,将三维车辆-轨道刚柔耦合动力学模型计算得到的列车荷载施加到三维动力有限元模型中,分析燃气管涵结构的动力响应特性;预测京张高铁通车后对现有燃... 以京张高铁跨越某燃气管涵为例,建立混凝土防护刚构-土体-燃气管涵三维动力有限元模型,将三维车辆-轨道刚柔耦合动力学模型计算得到的列车荷载施加到三维动力有限元模型中,分析燃气管涵结构的动力响应特性;预测京张高铁通车后对现有燃气管涵的振动影响。计算结果表明:燃气管涵振动速度和加速度响应主要集中在0 Hz^10 Hz的低频段,燃气管涵的最大动力响应点的速度峰值仍然小于《建筑工程容许振动标准》中规定的速度最大值限值。随着车速增大,管涵的速度及加速度时域响应明显增大。京张高铁运营后设计时速列车荷载的动力作用不会对混凝土刚构结构下的燃气管涵产生显著的不利影响。 展开更多

关键词 高铁 振动 燃气管涵 动力响应 车轨耦合模型 有限元模型

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地铁列车运行振动对环境影响因素的参数分析 被引量：8

10

作者 贾颖绚 刘维宁 +1 位作者 马蒙 张贵 《城市轨道交通研究》 北大核心 2016年第1期30-34,共5页

采用4因素3水平正交设计的试验方法,基于解析的车轨耦合模型的动力学方法计算列车荷载,并建立三维动力有限元数值模型,讨论了不同影响因素(轨面埋深、扣件型式、行车速度、隧道型式)对地表振动影响的显著性程度,并分析地表响应特性及振... 采用4因素3水平正交设计的试验方法,基于解析的车轨耦合模型的动力学方法计算列车荷载,并建立三维动力有限元数值模型,讨论了不同影响因素(轨面埋深、扣件型式、行车速度、隧道型式)对地表振动影响的显著性程度,并分析地表响应特性及振动传播规律。结果表明:垂向振动是主要动力响应,且存在着传播较远的长周期含量,是低频振动的重要贡献;正交试验参数影响的显著性程度上,轨面埋深和扣件型式最显著,其次为行车速度和隧道型式,因此应在埋深因素影响阈值范围内尽量选择深埋,并选择合理的扣件以减少振动;地表振动随距离的增加逐渐衰减,30 Hz以上的频率分量振动衰减梯度较高,反映出土层的阻尼和滤波作用,衰减曲线并非单调递减,有一定起伏。 展开更多

关键词 地铁 振动 参数分析 车轨耦合解析模型 正交试验

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车型及编组对地铁运营诱发环境振动的影响研究 被引量：12

11

作者 马龙祥 赵瑞桐 +2 位作者 甘雨航 武鑫 张超翔 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期24-30,共7页

为了探明车型及编组对地铁环境振动的影响及水平,应用薄片有限元-无限元耦合模型及周期性车轨动力耦合模型对常用地铁车型及编组组合方式下列车运营诱发的环境振动进行综合分析及比较。分析结果表明:①不同车型及编组地铁列车诱发环境... 为了探明车型及编组对地铁环境振动的影响及水平,应用薄片有限元-无限元耦合模型及周期性车轨动力耦合模型对常用地铁车型及编组组合方式下列车运营诱发的环境振动进行综合分析及比较。分析结果表明:①不同车型及编组地铁列车诱发环境振动的时程、频谱、1/3倍频程谱及地表Z振级衰减曲线具有类似的趋势,但相应量值有所差别;②地铁车型及编组对5 Hz以下的低频环境振动有较大影响;③当保持其他因素不变,将6节编组列车扩展为8节编组列车,或将动拖车组合编组改变为全动车编组,抑或选用A型车(相较于选用B型车)为运营车辆,都会造成地表Z振级产生多达约1.5 dB的增加;④车型及编组的不同组合对地表Z振级的影响最大可达3.2 dB。 展开更多

关键词 地铁 环境振动 列车车型 列车编组 薄片有限元-无限元耦合模型 周期性车轨动力耦合模型

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不同激励作用下钢弹簧浮置板轨道减振效果研究 被引量：18

12

作者 李林峰 马蒙 +1 位作者 刘维宁 杜林林 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2018年第A01期253-258,共6页

为了研究不同激励作用下钢弹簧浮置板轨道的减振效果,该文建立了二维车辆-轨道耦合动力有限元模型,考虑了普通整体道床和钢弹簧浮置板轨道两种轨道型式,对比和分析了在冲击荷载、移动常力和移动列车荷载作用下,两种轨道结构的振动响应,... 为了研究不同激励作用下钢弹簧浮置板轨道的减振效果,该文建立了二维车辆-轨道耦合动力有限元模型,考虑了普通整体道床和钢弹簧浮置板轨道两种轨道型式,对比和分析了在冲击荷载、移动常力和移动列车荷载作用下,两种轨道结构的振动响应,并通过插入损失评价不同荷载作用下钢弹簧浮置板轨道的减振效果。结果表明:(1)与移动常力作用相比,冲击荷载会高估钢弹簧浮置板轨道的减振效果。(2)与移动单节车辆作用相比,冲击荷载在钢弹簧浮置板轨道自振频率以下频段会低估其减振效果,在125 Hz^400 Hz频段内会高估减振效果。 展开更多

关键词 减振性能 钢弹簧浮置板轨道 车-轨耦合模型 冲击荷载 列车荷载 插入损失

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基于GA-BP神经网络的轨道结构病害诊断方法研究 被引量：1

13

作者 华莉 孔尧尧 +1 位作者 陈永逸 翟亚雷 《智能计算机与应用》 2022年第7期123-128,共6页

针对BP神经网络在运算过程中极易陷入局部极小值,且对轨道结构病害识别准确率不稳定的问题,提出一种基于遗传算法优化BP神经网络的轨道结构病害诊断方法。通过建立车轨耦合动力学模型,仿真得到正常、轨枕空吊、道床松散和道床板结4种服... 针对BP神经网络在运算过程中极易陷入局部极小值,且对轨道结构病害识别准确率不稳定的问题,提出一种基于遗传算法优化BP神经网络的轨道结构病害诊断方法。通过建立车轨耦合动力学模型,仿真得到正常、轨枕空吊、道床松散和道床板结4种服役状态信号,利用变分模态分解和多尺度排列熵方法对振动信号进行特征提取,并组建高维特征向量,作为BP神经网络模型的输入。通过遗传算法优化BP神经网络模型,对比优化前后的识别准确率,充分证明了基于遗传算法优化BP神经网络的方法,在轨道结构病害识别及诊断上的有效性。 展开更多

关键词 轨道结构 车轨耦合动力学模型 遗传算法 BP神经网络 病害诊断

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无锡地铁整体硫化压缩型减振扣件段环境振动特性研究 被引量：3

14

作者 苏劼 马龙祥 +1 位作者 汪乐 李弘毅 《铁道标准设计》 北大核心 2021年第12期39-44,共6页

为探明我国自主研发整体硫化压缩型减振扣件在无锡地铁应用后的环境振动特性,在采用车轨动力耦合模型解算轮轨力的基础上,建立轨道-隧道-地层耦合系统的2.5维数值模型,对无锡地铁新型整体硫化压缩型减振扣件段运行列车诱发轨道、隧道及... 为探明我国自主研发整体硫化压缩型减振扣件在无锡地铁应用后的环境振动特性,在采用车轨动力耦合模型解算轮轨力的基础上,建立轨道-隧道-地层耦合系统的2.5维数值模型,对无锡地铁新型整体硫化压缩型减振扣件段运行列车诱发轨道、隧道及大地的振动响应及传播规律进行专门研究。研究结果表明:(1)地铁轨道采用新型整体硫化压缩型减振扣件时,运行列车诱发地表的振动加速度响应峰值出现在30~50 Hz内;(2)采用新型整体硫化压缩型减振扣件时,运行列车诱发振动在从钢轨传递至道床的过程中,各频段振动均有较大衰减,相应分频振级传递损失均在30 dB以上,其中,最大值可达54.6 dB,而最大Z振级的传递损失可达34.4 dB;(3)在地铁隧道埋深20 m且采用新型整体硫化压缩型减振扣件情况下,距隧道中线50 m范围内由运行列车诱发的地表最大Z振级量值在55.5~61.3 dB;(4)新型整体硫化压缩型减振扣件具有良好的减振性能。 展开更多

关键词 地铁 环境振动 整体硫化压缩型减振扣件 车轨耦合模型 2.5维模型 振动特性 传播规律

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