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移动荷载作用下板式轨道的有限元分析

娄平 曾庆元

娄平, 曾庆元. 移动荷载作用下板式轨道的有限元分析[J]. 交通运输工程学报, 2004, 4(1): 29-33.
引用本文: 娄平, 曾庆元. 移动荷载作用下板式轨道的有限元分析[J]. 交通运输工程学报, 2004, 4(1): 29-33.
LOU Ping, ZENG Qing-yuan. Finite element analysis of slab track subjected to moving load[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2004, 4(1): 29-33.
Citation: LOU Ping, ZENG Qing-yuan. Finite element analysis of slab track subjected to moving load[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2004, 4(1): 29-33.

移动荷载作用下板式轨道的有限元分析

基金项目: 

国家自然科学基金项目 50078006

铁道部科技研究开发计划项目 2001G029

教育部博士点基金项目 20010533004

详细信息
    作者简介:

    娄平(1968-), 男, 湖南浏阳人, 中南大学博士研究生, 从事列车轨道(桥梁)振动与结构可靠度研究

  • 中图分类号: U213.242

Finite element analysis of slab track subjected to moving load

More Information
  • 摘要: 用有限元法分析了板式轨道在移动荷载作用下的动力响应。视板式轨道为如下模型: 钢轨为离散粘弹性支点支承的长梁; 轨道板为连续粘弹性基础支承的短梁。视板式轨道及移动荷载为一个系统, 运用弹性系统动力学总势能不变值原理及形成矩阵的"对号入座"法则建立该系统的振动方程组。研究了移动荷载的速度、钢轨的类型和钢轨支点的弹性系数对钢轨及轨道板动力响应的影响。算例结果表明: 在其他参数相同的情况下, 增大钢轨支点的弹性系数, 钢轨的动力响应减小; 使用较重型的钢轨有利于减小钢轨和轨道板的动力响应; 随着移动荷载速度的提高, 钢轨和轨道板的动力响应增大。

     

  • 图  1  板式轨道模型

    Figure  1.  Model of slab track

    图  2  梁单元的节点力和节点位移

    Figure  2.  Node forces and node displacements of beam element

    图  3  t时刻P的位置

    Figure  3.  Position of P at t time

    表  1  钢轨和轨道板的最大竖向位移

    Table  1.   Maximum vertical defection of rail and slab  /10-4m

    荷载移动速度/m·s-1 50型钢轨板式轨道的钢轨最大竖向位移 50型钢轨板式轨道的轨道板最大竖向位移 60型钢轨板式轨道的钢轨最大竖向位移 60型钢轨板式轨道的轨道板最大竖向位移 75型钢轨板式轨道的钢轨最大竖向位移 75型钢轨板式轨道的轨道板最大竖向位移
    静止荷载 11.8936 5.1256 10.4434 4.6284 9.4778 4.2787
    v=15 11.9139 5.1922 10.4584 4.6858 9.4894 4.3288
    v=30 11.9371 5.2264 10.4745 4.7122 9.5020 4.3506
    v=50 11.9978 5.3124 10.5204 4.7786 9.5393 4.4054
    v=70 12.1191 5.4425 10.6027 4.8795 9.6031 4.4890
    v=85 12.2269 5.5712 10.6888 4.9740 9.6747 4.5686
    v=100 12.3764 5.7478 10.8014 5.1122 9.7668 4.6786
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    表  2  钢轨和轨道板的最大竖向位移

    Table  2.   Maximum vertical defection of rail and slab  /10-4m

    钢轨支点的弹性系数kd/N·m-1 50型钢轨板式轨道的钢轨最大竖向位移 50型钢轨板式轨道的轨道板最大竖向位移 60型钢轨板式轨道的钢轨最大竖向位移 60型钢轨板式轨道的轨道板最大竖向位移 75型钢轨板式轨道的钢轨最大竖向位移 75型钢轨板式轨道的轨道板最大竖向位移
    3.0×107 16.9232 5.1113 14.9475 4.6123 13.6525 4.2700
    6.0×107 11.9978 5.3124 10.5204 4.7786 9.5393 4.4054
    1.2×108 9.1386 5.3261 7.9632 4.7704 7.1677 4.3717
    下载: 导出CSV
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    [8] LOU Ping, ZENG Qing-yuan. On three approaches to formulation of the equations of motion of a dynamic system[J]. Journal of Structural Engineering, 2002, 29(2): 119-123. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-LAWS201504002.htm
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出版历程
  • 收稿日期:  2003-08-07
  • 刊出日期:  2004-02-25

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