為揭示枕下膠墊超彈性本構(gòu)特征對彈性長枕軌道動力響應(yīng)的影響,基于Mooney-Rivlin超彈性本構(gòu)理論,建立車輛-軌道-隧道-土體空間耦合動力學(xué)模型,分析車輛荷載作用下軌道-隧道系統(tǒng)的動力響應(yīng),與等效剛度法進(jìn)行對比,并探討超彈性本構(gòu)中枕下膠墊的合理硬度。研究結(jié)果表明:基于超彈性本構(gòu)仿真得到的軌道各位置位移、加速度數(shù)據(jù)更真實準(zhǔn)確;隨著枕下膠墊硬度減小,隧道壁加速度有效值減小,但會放大軌枕垂向位移及下部結(jié)構(gòu)75 Hz頻段的振動;綜合考慮軌道動力響應(yīng)、振動傳遞特性及減振效果,建議彈性長枕軌道枕下膠墊的紹爾硬度取52。 

【文章來源】：中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,51(07)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

紹爾硬度與彈性模量的擬合關(guān)系

車輛-軌道-隧道-土體耦合模型

彈性長枕軌道模型基于有限元建立，如圖3所示。鋼軌、軌枕、枕下膠墊、道床均采用實體單元模擬，扣件簡化為彈簧阻尼單元，考慮縱橫垂向剛度和阻尼�？奂g距為0.6 m，垂向剛度為30 kN/mm，縱橫向剛度為40 kN/mm，縱橫垂向阻尼為50 kN·s/m；軌枕長為2 300 mm，寬為300 mm，高為180 mm；道床下表面為圓弧形，半徑為2.45 m，中間排水溝留空。橡膠套靴和枕下膠墊密貼，視為一體的枕下膠墊，厚度取15 mm。道床與隧道、隧道與土體之間視為密貼，不考慮其相對位移。隧道及土體采用實體單元模擬，土體采用Mohr-Coulomb本構(gòu)，考慮其摩擦角和黏聚力。模型中隧道埋深為12 m，外徑為5.80 m，襯砌厚為0.45 m。土體寬度和深度均取80 m，滿足隧道直徑的15倍左右和隧道埋深的7倍左右[12]要求。軌道、隧道及土體模型中材料參數(shù)見表1。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高速鐵路減振雙塊式無砟軌道的減振性能[J]. 付娜,李成輝,楊榮山,亓偉.  中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(02)
[2]鋼軌軋制不平順對車岔耦合系統(tǒng)垂向動力特性的影響[J]. 馬曉川,王平,徐金輝,徐井芒,陳嶸.  中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(07)
[3]環(huán)境敏感區(qū)橋上有砟軌道鋪設(shè)道砟墊的減振效果[J]. 譚詩宇,蔡小培,崔日新,井國慶.  振動與沖擊. 2017(10)
[4]重載車輛-道岔耦合動力特性及岔區(qū)加強研究[J]. 侯博文,高亮,劉啟賓.  西南交通大學(xué)學(xué)報. 2015(04)
[5]扣件膠墊剛度的頻變性對地鐵隧道環(huán)境振動的影響[J]. 韋凱,楊帆,王平,肖軍華.  鐵道學(xué)報. 2015(04)
[6]橋上無砟軌道橡膠減振墊減振性能試驗研究[J]. 趙才友,王平.  中國鐵道科學(xué). 2013(04)
[7]鋼軌扣件減振橡膠動態(tài)特性分析[J]. 劉艷,羅雁云.  中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(09)
[8]彈性長枕式無砟軌道枕長與支撐長度比例分析[J]. 趙信洋.  路基工程. 2010(04)
[9]橡膠Mooney-Rivlin模型力學(xué)性能常數(shù)的確定[J]. 鄭明軍,王文靜,陳政南,吳利軍.  橡膠工業(yè). 2003(08)



本文編號：3306161