發(fā)布時間：2020-06-20 10:47

【摘要】：車橋耦合振動作為橋梁振動研究的重點,一直都有諸多學者在不斷更新和完善,本文針對車橋耦合在鐵路梁橋上的振動以及液體粘滯阻尼器對橋梁振動控制進行了詳細的討論。本文的主要內(nèi)容及研究成果如下:1.為了考慮高速列車、板式無砟軌道和橋梁相互作用的特點,需將列車模擬為質(zhì)量-彈簧-阻尼多剛體相互約束的系統(tǒng),建立車-軌-橋耦合系統(tǒng)的運動方程。本章通過建立該系統(tǒng)耦合運動方程,針對耦合系統(tǒng)的影響參數(shù),重點分析了列車行駛狀態(tài)(速度與加速度)、列車的懸掛系統(tǒng)(剛度與阻尼)、鋼軌-軌道板-橋梁的連接剛度和阻尼等分別對列車、軌道和橋梁動力響應的影響,以及雙線列車以不同工況通過橋梁時,耦合系統(tǒng)結構的振動響應。結果表明:列車懸掛參數(shù)的改變對列車自身結構影響較大,而對鋼軌和橋梁結構幾乎無影響;列車的加速度和速度的改變對耦合系統(tǒng)有不同程度的影響,隨著列車速度與加速度的增加,車體自身結構的位移振動響應在逐漸減小,而鋼軌和橋梁結構的位移振動響應則在不斷增加;在本章考慮的不同工況下,列車的振動位移響應受其影響要大于鋼軌和橋梁,而鋼軌的振動加速度峰值受其影響則要大于列車和橋梁。2.軌道不平順是車軌橋耦合振動的主要激勵因素之一,直接影響高速列車運行的平穩(wěn)性和舒適性,因此研究軌道不平順對車軌橋耦合振動響應成為重中之重。本章通過高速列車、軌道和橋梁之間相互作用的特點,將列車模擬為二系質(zhì)量-彈簧-阻尼多剛體系相互約束的系統(tǒng),軌道和橋梁結構簡化為歐拉-伯努利梁,采用美國六級軌道譜、德國高、低干擾軌道譜和中國干線軌道譜模擬了軌道隨機高斯高低不平順,然后通過無記憶非線性平移過程生成非高斯隨機過程,得到軌道隨機非高斯高低不平順,并以此為激勵作用于列車-軌道-橋梁耦合系統(tǒng)結構,對比分析了這四種軌道譜模擬的軌道高斯和非高斯高低不平順對列車、軌道和橋梁動力學性能的影響。結果表明:模擬的非高斯相關函數(shù)和目標相關函數(shù)、模擬的非高斯軌道功率譜和目標功率譜均吻合較好,中國干線軌道不平順幅值要小于其他三種軌道譜,而軌道二階導不平順幅值卻大于其他三種軌道譜;在考慮4種高斯軌道不平順激勵下,車體的垂向振動加速度響應出現(xiàn)了紊亂現(xiàn)象;美國六級軌道、德國高、低干擾軌道非高斯不平順激勵下的耦合結構振動加速度響應均在不同程度上要大于其高斯軌道不平順,但中國干線軌道不平順對鋼軌和橋梁的振動加速度響應卻出現(xiàn)相反的影響。3.本章重點以橋梁為研究對象,進行橋梁的振動響應與振動控制方面研究,因此在考慮計算效率時,根據(jù)列車具體的軸距和軸重,將列車模型簡化為一系列固定軸距的移動荷載,建立了和諧號動車組CRH380AL、日本新干線Shinkansen700、歐洲高速列車HSLMA8型列車簡化模型。以液體粘滯阻尼器作為振動控制外部裝置,將液體粘滯阻尼器模擬為有限元阻尼單元,將既有的高速鐵路兩跨連續(xù)梁橋,采用多自由度歐拉伯努利梁單元進行主梁的模擬,最后,采用Newmark直接積分方法,求解高速列車作用下的連續(xù)梁橋運動方程。重點分析通過不同類型的高速列車作用下列車車速以及液體粘滯阻尼器的阻尼系數(shù)對于高速鐵路連續(xù)梁橋減振效果的影響,研究分析高速列車作用下橋梁結構共振響應的影響因素以及液體粘滯阻尼器的安裝位置對橋梁結構振動響應的減振效果。數(shù)值結果表明:在同一粘滯阻尼器條件下,橋梁的最大加速度并不隨列車速度的增加而單調(diào)增加,而是在某些特定列車車速下橋梁的最大加速度出現(xiàn)了峰值,且隨著粘滯阻尼器的阻尼系數(shù)增大,橋梁振動響應峰值處的最大加速度減幅不盡相同;通過合理有效的布置列車荷載軸距,可使橋梁結構發(fā)生基頻共振的列車時速在運營時速之外,避免了橋梁結構發(fā)生較大振動峰值響應,即橋梁結構的基頻共振;隨著粘滯阻尼器與主梁的連接點位置逐漸遠離支座,粘滯阻尼器的減振效果越明顯;隨著粘滯阻尼器與橋臺的連接點位置逐漸靠近支座,粘滯阻尼器的減振效果略有提升,但不明顯。
【學位授予單位】：華東交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U441.3
【圖文】：

圖 2-1 列車-板式無砟軌道-橋梁耦合系統(tǒng)計算The calculation model of train-slab ballastless track-br，列車子系統(tǒng)模型為 10 自由度質(zhì)量-彈簧個轉(zhuǎn)向架、四個輪對及兩層懸掛的質(zhì)量-彈的豎向位移cu 和轉(zhuǎn)角cθ ；一系懸掛結構（車別為ctk 和ctc ；車廂的兩個轉(zhuǎn)向架自由度分向位移t2u 和轉(zhuǎn)角t2θ ；二系懸掛結構（轉(zhuǎn)向為twk 和twc ；四個輪對自由度為其質(zhì)心處的廂車體的 10 自由度分別為[ ]1 1 2 2 1 2 3[ v c c t t t t w w w u = u θ u θ u θu u u 橋梁路堤

2-3 鋼軌、軌道板及橋梁 The rail, track plate and b元為例（軌道板與橋程如下：2 421( , )( rwi iu x tx x tδ = = 度， ( , )ru x t 為鋼軌梁軌梁單元離散點支撐的wix （ i = 1~4）為第 i 個用力， ( )rsnF t 為第 n 個任一點的撓度 ( , )ru x t 可( , ) =[ ]{ }er ru x t N u 1 2 3 4[ N ] = [ N N N N

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 ;鐵道部科技部聯(lián)合深化時速350公里及以上高速列車自主創(chuàng)新[J];太原鐵道科技;2008年01期

2 繆炳榮;張衛(wèi)華;池茂儒;周寧;宋冬利;楊樹旺;;下一代高速列車關鍵技術特征分析及展望[J];鐵道學報;2019年03期

3 孟祥春;;中國高速列車技術創(chuàng)新歷程及成功的原因分析[J];理論學習與探索;2018年04期

4 孫章;;世界高速列車一瞥[J];科學;2016年06期

5 王瑞麗;;瑞典綠色高速列車應用研究[J];現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè);2017年14期

6 周家林;包福明;陳秉智;;基于代理模型的高速列車頭型優(yōu)化設計[J];大連交通大學學報;2017年04期

7 唐娉婷;;高速列車核心裝備系統(tǒng)創(chuàng)新方法淺析[J];技術與市場;2017年11期

8 章勇;徐伯初;支錦亦;徐平;;高速列車旋轉(zhuǎn)座椅的人機工程改進設計[J];機械設計;2016年08期

9 Arman Peighambari;管明華;;高速列車市場發(fā)展將放緩[J];國外鐵道機車與動車;2015年03期

10 阿曼達·布里尼;蘇揚;;高速列車[J];英語世界;2019年11期

相關會議論文 前10條

1 劉永強;楊紹普;;高速列車關鍵力學問題研究進展[A];第十屆全國動力學與控制青年學者學術研討會摘要集[C];2016年

2 吳圣川;徐忠偉;張思齊;;高速列車制動盤熱疲勞斷裂仿真及壽命評價[A];第十八屆全國疲勞與斷裂學術會議論文摘要集[C];2016年

3 劉智超;周丹;牛紀強;賈麗榮;;大風環(huán)境下高速列車變速運行氣動性能研究[A];中國力學大會-2015論文摘要集[C];2015年

4 殷中慧;張繼業(yè);張傳英;陳玉慧;;高速列車流線型長度對氣動性能的影響[A];第十五屆全國非線性振動暨第十二屆全國非線性動力學和運動穩(wěn)定性學術會議摘要集[C];2015年

5 周東華;;高速列車信息控制系統(tǒng)實時故障診斷技術[A];2015年中國自動化大會摘要集[C];2015年

6 段虎平;徐永君;賈光輝;;高速列車裙板顫振數(shù)值模擬[A];第21屆全國結構工程學術會議論文集第Ⅱ冊[C];2012年

7 繆炳榮;張衛(wèi)華;尹海濤;梅翔;張盈;;高速列車結構動態(tài)特性與疲勞壽命作用機理研究[A];第16屆全國疲勞與斷裂學術會議會議程序冊[C];2012年

8 王華勝;文禮;李忠厚;申恩福;趙中喜;;高速列車運用安全性分析與評價[A];第三屆鐵路安全風險管理及技術裝備研討會論文集（下冊）[C];2012年

9 趙金星;;高速列車內(nèi)裝技術研究[A];第三屆鐵路安全風險管理及技術裝備研討會論文集（中冊）[C];2012年

10 李小軍;劉宗祝;張雷;吳宏彬;;智能化高速列車方案設計與研究[A];第八屆中國智能交通年會優(yōu)秀論文集——軌道交通[C];2013年

相關重要報紙文章 前10條

1 記者 張星宇;富民縣：搭乘昆明發(fā)展“高速列車”借勢發(fā)力[N];昆明日報;2020年

2 青島日報、青島觀、青報網(wǎng)記者 張晉;國家高速列車技術創(chuàng)新中心新添“七劍客”[N];青島日報;2019年

3 撰稿 南報融媒體記者 張希 王健 錢建芬 余夢嬌 朱旖旎;“搭乘南京發(fā)展高速列車越來越有信心”[N];南京日報;2020年

4 湖南日報記者 胡宇芬 通訊員 王建湘;為高速列車造安防[N];湖南日報;2019年

5 本報記者 蔣永霞;記者觀察：零售業(yè)搭上5G高速列車[N];中國商報;2019年

6 本報記者 陳愛軍;游永平:我?guī)ьI的是“高速列車”[N];21世紀藥店;2019年

7 青島日報、青島觀、青報網(wǎng)記者 張晉;國家高速列車技術創(chuàng)新中心建設正式啟動[N];青島日報;2018年

8 青島日報、青島觀、青報網(wǎng)記者 劉成龍;市政府與中車集團簽署合作協(xié)議 共建國家高速列車技術創(chuàng)新中心[N];青島日報;2018年

9 本報記者 馬維維;“袖珍高速列車” 小機器解決大難題[N];科技日報;2018年

10 記者 代桂云 通訊員 夏洪雁;推動高速列車技術創(chuàng)新成為中國高端裝備的“新名片”[N];人民政協(xié)報;2018年

相關博士學位論文 前10條

1 麻存瑞;高速列車節(jié)能運行操縱策略優(yōu)化方法研究[D];北京交通大學;2019年

2 喬寧國;基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的高速列車傳動系統(tǒng)故障診斷與健康狀態(tài)預測[D];吉林大學;2019年

3 咼如兵;高速列車軸箱軸承材料微觀結構及力學性能演化規(guī)律研究[D];北京交通大學;2019年

4 張亮;高速列車氣動外形優(yōu)化設計研究[D];西南交通大學;2017年

5 鄧韜;高速列車車體鋁合金材料與軸承缺陷聲發(fā)射檢測方法研究[D];西南交通大學;2017年

6 潘永琛;高速列車邊界層及尾流流動的數(shù)值研究[D];中國鐵道科學研究院;2018年

7 陳春俊;高速列車橫向主動、半主動懸掛控制研究[D];西南交通大學;2006年

8 趙聰聰;高速列車傳動系統(tǒng)可靠性分析與評估[D];吉林大學;2016年

9 宮海彬;高速列車傳動系統(tǒng)可靠性試驗方法研究[D];吉林大學;2013年

10 吳聞宇;高速列車座椅特征提取與全局舒適度研究[D];東南大學;2015年

相關碩士學位論文 前10條

1 鄭玉強;高速列車橫向半主動控制策略研究與分析[D];石家莊鐵道大學;2019年

2 管海平;高速列車作用下鐵路梁橋振動及FVD振動控制研究[D];華東交通大學;2019年

3 周一寧;F公司高速列車產(chǎn)品運維管理改進研究[D];吉林大學;2019年

4 何云國;高速列車黏著集成防滑控制方法[D];湖南工業(yè)大學;2019年

5 吳娟;高速列車行李架的人性化設計[D];北京交通大學;2019年

6 李嬈饒;高速列車地震安全性及平穩(wěn)性分析[D];中國地震局工程力學研究所;2019年

7 許燕萍;高速列車與區(qū)域旅游集聚[D];廈門大學;2018年

8 龔春園;高速列車軸承力學性能分析及滾子修形[D];西安理工大學;2014年

9 于靖;漸進收縮成形工藝對高速列車鋁合金構件性能與組織的影響研究[D];吉林大學;2019年

10 劉麗;高速列車牽引傳動系統(tǒng)健康狀態(tài)監(jiān)測與預警方法研究[D];吉林大學;2019年

本文編號：2722307