本文選題：高速鐵路　切入點：客運站　出處：《鐵道學報》2017年09期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：為研究軌道不平順引起的列車-"站橋合一"客站耦合系統(tǒng)隨機振動特征,提出基于虛擬激勵法和有限元方法的車輛-軌道-客站耦合系統(tǒng)豎向隨機振動模型。其中,車輛采用具有二系懸掛的質量-彈簧-阻尼系統(tǒng)模擬,軌道-客站采用有限元方法模擬,輪軌關系采用可以考慮輪軌相對變形的線性Hertz接觸模型。采用虛擬激勵法將軌道不平順精確地轉化為一系列豎向簡諧不平順的疊加,將非平穩(wěn)隨機振動問題轉化為確定性的時間歷程問題,推導車輛-軌道-客站耦合時變系統(tǒng)隨機振動計算模型。以天津西站為例,對列車高速通行引起的客站各樓層隨機振動特性進行分析,并討論車致振動隨車速的變化規(guī)律。研究結果表明:客站豎向位移主要受車輛軸重引起的確定性激勵控制,軌道不平順引起的隨機激勵對其影響很小,而豎向加速度則受兩種激勵的雙重影響;車致隨機振動在客站結構內衰減迅速,同一樓層平面內,確定性響應和隨機性響應衰減速率相近,沿樓層高度方向,隨機性響應衰減速率稍大于確定性響應;車速變化對客站位移影響較小,但對加速度影響顯著,其中加速度均方根隨車速增大而顯著增加。
[Abstract]:In order to study the random vibration characteristics of the train "station and bridge" passenger station coupling system caused by track irregularity, a vertical random vibration model of vehicle-track passenger station coupling system based on virtual excitation method and finite element method is proposed. The vehicle is simulated by mass-spring-damping system with two-system suspension, and the rail-passenger station is simulated by finite element method. The wheel-rail relationship is based on a linear Hertz contact model which can take account of the relative deformation of the wheel and rail. The track irregularity is transformed accurately into a series of vertical harmonic irregularity superpositions by using the virtual excitation method. The non-stationary random vibration problem is transformed into a deterministic time history problem, and the stochastic vibration calculation model of vehicle-track passenger station coupling time-varying system is derived. Taking Tianjin West Railway Station as an example, The random vibration characteristics of each floor of passenger station caused by high-speed train passage are analyzed, and the variation law of vehicle-induced vibration with speed is discussed. The results show that the vertical displacement of passenger station is mainly controlled by deterministic excitation caused by vehicle axle load. The random excitation caused by track irregularity has little effect on it, while the vertical acceleration is affected by two kinds of excitation. The random vibration induced by vehicle attenuates rapidly in the structure of passenger station and in the plane of the same floor. The attenuation rate of the random response is a little larger than that of the deterministic response along the height of the floor, and the change of the speed has little effect on the displacement of the passenger station, but has a significant effect on the acceleration. The root mean square of acceleration increases significantly with the increase of speed.
【作者單位】： 中南大學土木工程學院;高速鐵路建造技術國家工程實驗室;西南交通大學牽引動力國家重點實驗室;
【基金】：國家自然科學基金(51378511,51678576) 國家重點研發(fā)計劃(2017YFB1201204) 2016年度牽引動力國家重點實驗室開放課題(TPL1601)
【分類號】：U291.6;U441.3

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本文編號：1620685