隨著列車朝著高速、重載的方向發(fā)展,有砟軌道會(huì)產(chǎn)生道床變形、板結(jié)和道砟顆粒磨損、破碎等危害,使得軌道變得不平順,道床穩(wěn)定性降低,嚴(yán)重危及列車的行車安全。動(dòng)力穩(wěn)定車作為大型養(yǎng)路機(jī)械,在新建鐵路和大修線路上應(yīng)用廣泛,可以迅速提高道床的穩(wěn)定性,恢復(fù)道床內(nèi)部彈性,提高軌道的平順性。我國(guó)在利用動(dòng)力穩(wěn)定車作業(yè)保證施工質(zhì)量方面的理論研究還有待深入,動(dòng)力穩(wěn)定車作業(yè)下作業(yè)參數(shù)對(duì)道床質(zhì)量的影響缺少相應(yīng)的理論指導(dǎo)。實(shí)際工程中,根據(jù)現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)可以得到,穩(wěn)定作業(yè)次數(shù)過多會(huì)導(dǎo)致道床質(zhì)量下降,次數(shù)過少又很難達(dá)到道床質(zhì)量要求,因此,對(duì)動(dòng)力穩(wěn)定作業(yè)下有砟道床的力學(xué)特性進(jìn)行研究是必要的。本文在綜合分析國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,根據(jù)研究需要,首先開展道砟箱試驗(yàn),道砟箱尺寸為1000mm×700mm×550mm（長(zhǎng)×寬×高）,根據(jù)動(dòng)力穩(wěn)定車穩(wěn)定作業(yè)時(shí)的工作原理,進(jìn)行動(dòng)力穩(wěn)定作業(yè)試驗(yàn),對(duì)道床的力學(xué)特性變化規(guī)律進(jìn)行分析;隨后利用離散元法建立等比例的道砟箱數(shù)值模型進(jìn)行數(shù)值仿真分析,通過與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證離散元數(shù)值分析的合理性;最后,建立有砟道床全尺寸數(shù)值模型,研究道床在不同激振頻率和位移幅值工況下的力學(xué)特性及其變化規(guī)律。論文的主要研究... 

【文章來源】：昆明理工大學(xué)云南省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

道床模型

第一章緒論5型質(zhì)心的慣性張量作為優(yōu)化目標(biāo)對(duì)道砟模型進(jìn)行優(yōu)化，求解得到該建模方法和優(yōu)化方式可以實(shí)現(xiàn)道砟材料進(jìn)行數(shù)值分析的基本要求。張振超[36]采用二維離散元軟件PFC2D根據(jù)真實(shí)顆粒外形建立其道砟模型，隨后根據(jù)其需要建立具有三根軌枕的二維離散元道床模型，如圖1.1所示。使用循環(huán)式載荷和列車動(dòng)載荷分別對(duì)道床的模型進(jìn)行加載，以此為基礎(chǔ)研究道床在不同頻率、幅值以及不同動(dòng)載荷條件下的循環(huán)載荷的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)。圖1.1道床模型Fig.1.1ballastbedmodel井國(guó)慶等[37]基于離散元軟件PFC2D建立圓盤簇模型，同時(shí)建立了如圖1.2所示的道砟-軌枕離散單元模型。對(duì)有砟道床施加單調(diào)載荷和循環(huán)載荷，分析道砟破碎在其作用下的劣化機(jī)理，研究可得顆粒發(fā)生破碎的區(qū)域主要集中在與軌枕直接接觸的下方，道床沉降的主要原因是由道砟顆粒的破碎而引起的，并且道床沉降量隨著顆粒接觸時(shí)的強(qiáng)度降低而增大。圖1.2道砟-軌枕模型Fig.1.2ballast-sleepermodel高亮等[38]通過PFC3D建立球體和顆粒簇道砟模型，采用落雨法建立由一根軌枕組成的有砟道床離散元模型如圖1.3所示，對(duì)道砟顆粒分別進(jìn)行顆粒簇方式和球形方式進(jìn)行模擬，通過數(shù)值分析研究這兩種道砟顆粒模擬方法對(duì)道砟顆粒之間的接觸力和振動(dòng)加速度的影響，其數(shù)據(jù)顯示顆粒簇道床的顆粒之間的接觸力和

昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文6振動(dòng)加速度均比球形的小，此現(xiàn)象可以說明顆粒的接觸狀態(tài)更穩(wěn)定，顆粒間咬合作用更強(qiáng)，有利于道床的穩(wěn)定。(a)球形道床模型(b)顆粒簇道床模型圖1.3道砟-軌枕模型Fig.1.3ballast-sleepermodel徐旸等[39]對(duì)道砟顆粒進(jìn)行激光掃描，建立循環(huán)荷載作用下的數(shù)值模型，如圖1.4所示，分析了不同道砟級(jí)配分別在高速運(yùn)營(yíng)條件和重載運(yùn)營(yíng)條件下對(duì)道床沉降的影響。圖1.4道床模型Fig.1.4ballastbedmodel劉暢[40]通過離散元軟件PFC3D中的Fish語言建立道砟顆粒模型，建立由一根軌枕組成的道砟箱體模型，如圖1.5所示，將作用在鋼軌上的動(dòng)力穩(wěn)定車的垂直下壓力和同時(shí)產(chǎn)生的水平激振力等價(jià)處理轉(zhuǎn)化到軌枕上，分析水平激振力的不同頻率、幅值和不同垂直下壓力對(duì)道床力學(xué)特性的影響。針對(duì)該離散元仿真分析模型，得到垂直下壓力在80kN左右、水平振動(dòng)幅值在19.8kN、水平激振頻率在30Hz左右時(shí)對(duì)道床壓實(shí)最有利，道床更穩(wěn)定。劉淦中[41]利用離散元軟件EDEM建立橋上有砟道床離散元模型，分析軌枕振動(dòng)對(duì)橋上有砟道床穩(wěn)定性的影響。分析了軌枕振動(dòng)后道床的橫縱向阻力較振動(dòng)之前的變化情況，得到了振動(dòng)后有砟道床的橫向阻力有了有大的提高，而在縱向阻力無明顯差異，說明道床進(jìn)一步被壓實(shí)，且軌枕振動(dòng)對(duì)有砟道床的橫向穩(wěn)定性的

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]不同搗固階段有砟道床阻力特性試驗(yàn)研究[J]. 王衛(wèi)東,宋善義,顏海建,肖彬,王國(guó)術(shù),曾志平.  中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(08)
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博士論文
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[2]動(dòng)力穩(wěn)定車作業(yè)過程的動(dòng)力學(xué)特性研究[D]. 嚴(yán)波.昆明理工大學(xué) 2017
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[4]鐵路有砟道床力學(xué)特性及劣化機(jī)理研究[D]. 徐旸.北京交通大學(xué) 2016

碩士論文
[1]基于離散元方法的橋上碎石道床動(dòng)力穩(wěn)定性研究[D]. 劉淦中.西南交通大學(xué) 2018
[2]基于離散元與有限元耦合的軌枕與道床結(jié)構(gòu)力學(xué)研究[D]. 程雙嬌.昆明理工大學(xué) 2018
[3]高速鐵路有砟道床大型養(yǎng)路機(jī)械作業(yè)機(jī)理及工藝研究[D]. 劉暢.北京交通大學(xué) 2016
[4]離散元—有限元耦合應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 尹超.青島科技大學(xué) 2015
[5]高速鐵路有砟道床二維離散元數(shù)值模擬[D]. 張振超.西南交通大學(xué) 2014
[6]高速鐵路道砟形態(tài)特征量化方法及其應(yīng)用研究[D]. 付招興.西南交通大學(xué) 2013



本文編號(hào)：2953782