隨著列車運(yùn)行速度的提高和運(yùn)行里程的增加,輪軌力的加劇將導(dǎo)致軌道幾何不平順程度增大及車輪和鋼軌磨耗惡化。同時(shí),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(tǒng)的動(dòng)力學(xué)性能。另外,考慮到我國(guó)是一個(gè)地震多發(fā)國(guó)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(shí)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(shù)、軌道不平順和地震動(dòng)等不確定性因素的影響,開展車-軌（橋）耦合系統(tǒng)隨機(jī)動(dòng)力學(xué)分析與行車安全可靠性評(píng)估具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值,可為高速列車、軌道或橋梁系統(tǒng)設(shè)計(jì)及改進(jìn)提供參考。影響車-軌（橋）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)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(shù)不確定性;2)由于小角度和小位移假設(shè)、連接元件模擬方式的不同及忽略小質(zhì)量附屬部件的影響,建立車-軌（橋）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型過(guò)程中引入的模型不確定性;3)地震動(dòng)作用及發(fā)生時(shí)刻的隨機(jī)性。本文從車-軌（橋）耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的建立及響應(yīng)求解、不確定性描述以及動(dòng)力可靠性評(píng)估等方面開展車-軌（橋）耦合系統(tǒng)隨機(jī)動(dòng)力學(xué)分析與行車安全可靠性研究,具體內(nèi)容包括:1)建立可以考慮接觸點(diǎn)位置變化和鋼軌振動(dòng)影... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：191 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１中國(guó)高速鐵路網(wǎng)??Ｆｉｇ．?１．１?Ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ?ｒａｉｌｗａｙ?ｎｅｔｗｏｒｋ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ??

?車－軌（橋）耦合系統(tǒng)隨機(jī)動(dòng)力學(xué)分析與行車安全可靠性評(píng)估???高速列車作為高速鐵路系統(tǒng)中的關(guān)鍵子系統(tǒng)，“更高速度”是一直追求的目標(biāo)。世??界范圍內(nèi)高速列車的典型代表主要有日本的Ｓｈｉｎｋａｎｓｅｎ、法國(guó)的ＴＧＶ、德國(guó)的ＩＣＥ、意??大利的ＥＴＲ、西班牙的ＡＶＥ、英國(guó)的Ｅｕｒｏｓｔａｒ以及中國(guó)的復(fù)興號(hào)（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(jì)錄。但在追求更??高速度的同時(shí)，高速列車的乘坐舒適性和運(yùn)行安全性能需優(yōu)先保證。由于輪軌接觸關(guān)系??的存在，輪軌型面的磨耗和軌道結(jié)構(gòu)的沉降變形等將不可避免地發(fā)生，導(dǎo)致輪軌間的動(dòng)??力相互作用隨列車運(yùn)行速度的提高而加劇，直接影響著軌道結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)、列車的乘??坐舒適性能和運(yùn)行安全性能。因此開展車輛／軌道（橋梁）耦合系統(tǒng)動(dòng)力相互作用問(wèn)題研宄??具有重大的理論和現(xiàn)實(shí)意義。??（ｉｆ?翻＾??圖１．２中國(guó)復(fù)興號(hào)高速列車??Ｆｉｇ．?１．２?Ｆｕｘｉｎｇ?ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ?ｔｒａｉｎ??車輛／軌道（橋梁）耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型己被廣泛應(yīng)用于解決工程實(shí)際問(wèn)題ｍ］。輪軌??相互作用模型作為車軌耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的核心，很大程度上決定了動(dòng)力響應(yīng)的求解??精度。一般來(lái)說(shuō)，需根據(jù)不同的研究目的建立不同精細(xì)程度的輪軌接觸模型：若僅關(guān)注??車橋系統(tǒng)總體動(dòng)力響應(yīng)時(shí)，線性輪軌模型的計(jì)算精度即可滿足要求［１４］，且應(yīng)用線性模型??可快速完成對(duì)車輛動(dòng)力學(xué)性能的初步評(píng)估，特別是在沒(méi)有實(shí)際輪軌接觸幾何詳細(xì)信息的??車輛設(shè)計(jì)初級(jí)階段［１＇而當(dāng)評(píng)估車輛脫軌安全性能時(shí)則需建立能夠考慮實(shí)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(shí)際的輪軌作用力［

?車－軌（橋）耦合系統(tǒng)隨機(jī)動(dòng)力學(xué)分析與行車安全可靠性評(píng)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�。�??（ｂ）?ｃｐｈ?Ｖ?Ｒ１??Ｃ２ｈ?＾ｐ／ｌＳ??Ｃｐｖ＾?Ｘ＾ｋｐＶ??ｌｌｋ２ｈ、每‘?ｕ?？?議??圖２．２兩層軌道系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型：（ａ）側(cè)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(yùn)動(dòng)方程在廣義坐標(biāo)下耦合，可得到軌道系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)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(tǒng)的位移、速度和加速度向量。位移向量＆表達(dá)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(biāo)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(zhuǎn)振動(dòng)模態(tài)坐標(biāo)；ａ?＝?Ｌ，／？分別??表示左、右側(cè)鋼軌；／ｃ?＝?ｌ，．．．，Ｌ?Ｋ為鋼軌模態(tài)截?cái)鄶?shù)量；ｙＳｉ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]柔性輪軌下輪軌波磨綜合作用的振動(dòng)特性研究[J]. 宋志坤,侯銀慶,胡曉依,張浩然,李強(qiáng),成棣.  鐵道學(xué)報(bào). 2018(11)
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[4]基于分離迭代和耦合時(shí)變的列車—軌道—橋梁耦合系統(tǒng)高效動(dòng)力分析混合算法[J]. 朱志輝,龔?fù)?張磊,余志武,蔡成標(biāo).  中國(guó)鐵道科學(xué). 2018(01)
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[6]列車-橋梁耦合系統(tǒng)非線性隨機(jī)振動(dòng)分析[J]. 晉智斌,李小珍,朱艷,強(qiáng)士中.  鐵道學(xué)報(bào). 2017(09)
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[8]考慮隨機(jī)因素的高速列車動(dòng)力學(xué)模擬方法及應(yīng)用[J]. 羅仁,胡俊波,王一平.  鐵道車輛. 2016(10)
[9]列車—軌道—橋梁耦合系統(tǒng)動(dòng)力方程求解方法對(duì)計(jì)算精度和效率的影響[J]. 朱志輝,龔?fù)?王力東,蔡成標(biāo),余志武.  中國(guó)鐵道科學(xué). 2016(05)
[10]地震作用下結(jié)構(gòu)擬靜力分量對(duì)車橋系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)的影響分析[J]. 杜憲亭,喬宏,夏禾,王少欽,李嘯.  振動(dòng)與沖擊. 2016(16)

博士論文
[1]考慮結(jié)構(gòu)不確定性及地震空間效應(yīng)的海底管線隨機(jī)振動(dòng)研究[D]. 李榆銀.大連理工大學(xué) 2018
[2]轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不確定性非參數(shù)動(dòng)力學(xué)建模及其特性研究[D]. 王躍華.浙江大學(xué) 2016
[3]高速列車車輪不圓機(jī)理及影響研究[D]. 袁雨青.北京交通大學(xué) 2016
[4]具有不確定參數(shù)車軌耦合系統(tǒng)隨機(jī)振動(dòng)問(wèn)題研究[D]. 項(xiàng)盼.大連理工大學(xué) 2016
[5]車橋耦合系統(tǒng)動(dòng)力相互作用與多點(diǎn)地震響應(yīng)數(shù)值方法研究[D]. 朱丹陽(yáng).大連理工大學(xué) 2015
[6]高速列車車輪磨耗及型面優(yōu)化研究[D]. 林鳳濤.中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 2014
[7]非一致地震激勵(lì)下列車—軌道—橋梁耦合振動(dòng)及行車安全性研究[D]. 雷虎軍.西南交通大學(xué) 2014
[8]車輛—軌道耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的數(shù)值方法研究[D]. 張健.大連理工大學(xué) 2014
[9]復(fù)雜環(huán)境狀態(tài)下高速列車脫軌機(jī)理研究[D]. 肖新標(biāo).西南交通大學(xué) 2013
[10]車輛—軌道耦合系統(tǒng)高效隨機(jī)振動(dòng)分析及優(yōu)化[D]. 張有為.大連理工大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3456913