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铁路直线轨道空间振动时变模型

曾志平 陈秀方 赵国藩

曾志平, 陈秀方, 赵国藩. 铁路直线轨道空间振动时变模型[J]. 交通运输工程学报, 2005, 5(1): 33-35.
引用本文: 曾志平, 陈秀方, 赵国藩. 铁路直线轨道空间振动时变模型[J]. 交通运输工程学报, 2005, 5(1): 33-35.
CENG Zhi-ping, CHEN Xiu-fang, ZHAO Guo-fan. Time-varying model of railway tangent track spatial vibration[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2005, 5(1): 33-35.
Citation: CENG Zhi-ping, CHEN Xiu-fang, ZHAO Guo-fan. Time-varying model of railway tangent track spatial vibration[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2005, 5(1): 33-35.

铁路直线轨道空间振动时变模型

详细信息
    作者简介:

    曾志平(1975-), 男, 湖南宁乡人, 中南大学博士研究生, 从事列车-轨道振动与结构可靠性研究

  • 中图分类号: U211.3

Time-varying model of railway tangent track spatial vibration

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    Author Bio:

    ZENG Zhi-ping(1975-), male, doctoral student, 86-731-2655611, csu_zzp@sina.com

  • 摘要: 针对无限长轨道上车辆轨道耦合振动响应特性, 建立了铁路直线轨道结构空间振动模型。采用有限单元法, 将轨枕和钢轨离散为线性粘弹性点支承梁单元, 运用弹性系统总势能不变值原理及形成矩阵的“对号入座”法则, 建立了模型的振动方程组, 采用轨道不断“增加和缩减”方法, 使得模型的质量、阻尼和刚度矩阵及荷载列阵具有时变特性。运用既有的车辆动力学模型和实测参数, 计算了轨道长度为4 km的车辆轨道耦合振动响应值, 钢轨位移、轮对摇摆力以及车体加速度等指标计算幅值与实测幅值接近, 验证了该模型的可行性。

     

  • 图  1  钢轨和轨枕单元

    Figure  1.  Rail element and sleeper element

    图  2  轨道“增加和缩减”模型

    Figure  2.  Model of added and cut down track

    图  3  轨枕横向位移

    Figure  3.  Sleeper lateral displacement

    图  4  轨枕横向加速度

    Figure  4.  Sleeper lateral acceleration

    图  5  轨枕竖向位移

    Figure  5.  Sleeper vertical displacement

    图  6  钢轨竖向位移

    Figure  6.  Rail vertical displacement

    图  7  钢轨横向位移

    Figure  7.  Rail lateral displacement

    图  8  钢轨横向加速度

    Figure  8.  Rail lateral acceleration

    图  9  轮对横向摇摆力

    Figure  9.  Wheelset lateral force

    图  10  轮轨竖向力

    Figure  10.  Wheel-rail vertical force

    图  11  右轮脱轨系数

    Figure  11.  Derailment coefficient of right wheel

    图  12  车体横向加速度

    Figure  12.  Carbody lateral acceleration

    图  13  车体竖向加速度

    Figure  13.  Carbody vertical acceleration

    表  1  计算值与实测值比较

    Table  1.   Comparison of calculation values and measurement values

    轨枕横向位移/mm 轨枕竖向位移/mm 钢轨横向位移/mm 钢轨竖向位移/mm 轮对摇摆力/kN 轮轨竖向力/kN 脱轨系数 车体横向加速度/(m·s-2) 车体竖向加速度/(m·s-2)
    计算峰值 0.29 1.00 0.37 1.80 15.1 110.2 0.18 0.45 0.75
    实测峰值 0.32 1.06 0.41 1.84 16.2 102.7 0.20 0.53 0.80
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出版历程
  • 收稿日期:  2004-11-11
  • 刊出日期:  2005-03-25

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