隨著列車運行速度的提高和運行里程的增加,輪軌力的加劇將導致軌道幾何不平順程度增大及車輪和鋼軌磨耗惡化。同時,車輛懸掛特性由于磨耗、老化等原因也將發(fā)生變化。上述因素直接影響著車-軌（橋）耦合系統的動力學性能。另外,考慮到我國是一個地震多發(fā)國家,橋梁在高速鐵路線路中占比的增大提高了地震發(fā)生時列車在橋上發(fā)生脫軌的可能性。因此綜合考慮輪軌型面、懸掛參數、軌道不平順和地震動等不確定性因素的影響,開展車-軌（橋）耦合系統隨機動力學分析與行車安全可靠性評估具有重要的工程應用價值,可為高速列車、軌道或橋梁系統設計及改進提供參考。影響車-軌（橋）系統動力學行為及行車安全性能的不確定性因素主要有:1)輪軌型面、車輛懸掛特性等參數不確定性;2)由于小角度和小位移假設、連接元件模擬方式的不同及忽略小質量附屬部件的影響,建立車-軌（橋）系統動力學模型過程中引入的模型不確定性;3)地震動作用及發(fā)生時刻的隨機性。本文從車-軌（橋）耦合系統動力學模型的建立及響應求解、不確定性描述以及動力可靠性評估等方面開展車-軌（橋）耦合系統隨機動力學分析與行車安全可靠性研究,具體內容包括:1)建立可以考慮接觸點位置變化和鋼軌振動影... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：191 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１中國高速鐵路網??Ｆｉｇ．?１．１?Ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ?ｒａｉｌｗａｙ?ｎｅｔｗｏｒｋ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ??

?車－軌（橋）耦合系統隨機動力學分析與行車安全可靠性評估???高速列車作為高速鐵路系統中的關鍵子系統，“更高速度”是一直追求的目標。世??界范圍內高速列車的典型代表主要有日本的Ｓｈｉｎｋａｎｓｅｎ、法國的ＴＧＶ、德國的ＩＣＥ、意??大利的ＥＴＲ、西班牙的ＡＶＥ、英國的Ｅｕｒｏｓｔａｒ以及中國的復興號（圖１．２）等。特別是ＴＧＶ??列車于２００７年４月以５７４．８ｋｍ／ｈ的速度創(chuàng)造了輪軌列車的最快世界紀錄。但在追求更??高速度的同時，高速列車的乘坐舒適性和運行安全性能需優(yōu)先保證。由于輪軌接觸關系??的存在，輪軌型面的磨耗和軌道結構的沉降變形等將不可避免地發(fā)生，導致輪軌間的動??力相互作用隨列車運行速度的提高而加劇，直接影響著軌道結構的工作狀態(tài)、列車的乘??坐舒適性能和運行安全性能。因此開展車輛／軌道（橋梁）耦合系統動力相互作用問題研宄??具有重大的理論和現實意義。??（ｉｆ?翻＾??圖１．２中國復興號高速列車??Ｆｉｇ．?１．２?Ｆｕｘｉｎｇ?ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ?ｔｒａｉｎ??車輛／軌道（橋梁）耦合系統動力學模型己被廣泛應用于解決工程實際問題ｍ］。輪軌??相互作用模型作為車軌耦合系統動力學模型的核心，很大程度上決定了動力響應的求解??精度。一般來說，需根據不同的研究目的建立不同精細程度的輪軌接觸模型：若僅關注??車橋系統總體動力響應時，線性輪軌模型的計算精度即可滿足要求［１４］，且應用線性模型??可快速完成對車輛動力學性能的初步評估，特別是在沒有實際輪軌接觸幾何詳細信息的??車輛設計初級階段［１＇而當評估車輛脫軌安全性能時則需建立能夠考慮實際輪軌型面影??響的非線性輪軌接觸模型，以獲得較為符合實際的輪軌作用力［

?車－軌（橋）耦合系統隨機動力學分析與行車安全可靠性評估???（ａ）?１?１?ｊ?ｉ??ｃ二％?二、?二?％?Ｒａｉ１?三＾：??＿?＿?＿?ｉ?＿?靈??Ｃｖ２?１＝１，ｋｖｌ?〒丨，?￣?＾?丫，?一?＂ｒ??辭獲辭獲獲扣ｄ線謀Ｕ＾獲Ｐ資：ｇｐ巧獲＆好Ｈ每樣獲！１??（ｂ）?ｃｐｈ?Ｖ?Ｒ１??Ｃ２ｈ?＾ｐ／ｌＳ??Ｃｐｖ＾?Ｘ＾ｋｐＶ??ｌｌｋ２ｈ、每‘?ｕ?？?議??圖２．２兩層軌道系統動力學模型：（ａ）側視圖；（ｂ）前視圖??Ｆｉｇ．?２．２?Ｔｗｏ－ｌａｙｅｒ?ｔｒａｃｋ?ｓｙｓｔｅｍ?ｄｙｎａｍｉｃ?ｍｏｄｅｌ：?（ａ）?ｓｉｄｅ?ｖｉｅｗ；?（ｂ）?ｆｒｏｎｔ?ｖｉｅｗ??將鋼軌與軌枕運動方程在廣義坐標下耦合，可得到軌道系統運動方程的矩陣形式??ＭｔＸｔ?＋?ＣｔＸｔ?＋?ＫｔＸｔ?＝?Ｆｔｖ?（２．１０）??式中，Ａ：ｔ、Ａ：ｔ和先分別為軌道系統的位移、速度和加速度向量。位移向量＆表達式為??Ｘｔ＝｛（ｑＬｒ）Ｔ，（ｑ？）Ｔ＾Ｊ｝Ｔ?（２．１１）??其中，＃和＃分別為左、右鋼軌的模態(tài)坐標向量；＆為軌枕位移向量??Ｑｒ?＿?｛％１’?…’?Ｑｙ／ｆ’?Ｑｚｌ’?…＇＂ｚ／Ｏ?９ｔｌ’?…’??Ｒｒ?＝?｛？ｙｌ？?■？？＇?＾ｙＫ＇?？ｚｌ＜?■■■?＞?＾ｚＫ＇?Ｒｔｌ＞?■？■?＞?ＲｔＫ｝?（２．１２）??丁??、尤Ｓ?－?｛ｙｓ！，…，ｙｓ；ｖ，Ｚｓ：！，…，＾Ｓ／ｖ，少％，…，０Ｓ；ｙ｝??式中，＆、‘和略分別為鋼軌的第糾１?介橫向、垂向和扭轉振動模態(tài)坐標；ａ?＝?Ｌ，／？分別??表示左、右側鋼軌；／ｃ?＝?ｌ，．．．，Ｌ?Ｋ為鋼軌模態(tài)截斷數量；ｙＳｉ

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[7]非一致地震激勵下列車—軌道—橋梁耦合振動及行車安全性研究[D]. 雷虎軍.西南交通大學 2014
[8]車輛—軌道耦合系統動力學的數值方法研究[D]. 張健.大連理工大學 2014
[9]復雜環(huán)境狀態(tài)下高速列車脫軌機理研究[D]. 肖新標.西南交通大學 2013
[10]車輛—軌道耦合系統高效隨機振動分析及優(yōu)化[D]. 張有為.大連理工大學 2013



本文編號：3456913