高速、重载铁路环境振动控制研究

论述了大地振动控制的一般方法和特点,提出了铁路环境振动控制的研究方法.该方法包括:现场勘测与试验,数学建模与仿真,屏障参数对隔振效果的影响分析,振动控制方案比选,工程投资预算及治理工程实施后的评价.作为应用实例,结合北京东郊铁道试验环线振动治理工程,给出了铁道环线振动治理工程的建议方案.     

轨道过渡段刚度突变对轨道振动的影响

建立轨道过渡段基础刚度突变的轨道振动微分方程,推导单轮作用下轨道变形的解析表达式。利用该解析解和叠加原理,研究轨道刚度突变对轨道振动的影响,分析单轮对和TGV高速列车在3种轨道刚度比时的轨道动力响应。结果表明,轨道刚度突变对轨道振动影响较大,轨道动力响应随着刚度比和列车速度的增加而增加。在理论分析基础上,提出轨道过渡段整治原则:过渡段宜采用分层(3~4层)强化基础刚度的措施;列车在过渡段运行时应满足所引起的动力系数小于或等于1.2及过渡段各层之间的刚度比在0.5~1之间;过渡段每层平缓距离,当列车速度小于或等于160 km.h-1时,取5 m,当列车速度大于160 km.h-1时,取10 m。     

时速140km／h列车对道岔的冲击影响

本文论述了机车车辆通过道岔时轮对与辙叉相互作用的机理，建立了简化的计算模型，在此基础上，应用轮轨冲击力计算方法，分析了时速１４０ｋｍ／ｈ列车对道岔的冲击影响，根据计算，建议当列车速度提高至１４０ｋｍ／ｈ后，辙叉容许垂直磨耗应限制在４ｍｍ以内。     

无缝道岔温度力及变形的有限元分析

本文建立了无缝道岔有限元分析模型.该模型考虑了各种阻力的非线性特性,以12#固定辙叉式无缝道岔为例,经过编程计算,得到了在不同轨温时,道岔上各钢轨的位移和纵向力;并讨论了扣件阻力、间隔铁阻力和道床阻力对钢轨位移的影响,计算发现三者对无缝道岔稳定性影响较大,并且均应取较大值对钢轨稳定性更为有利.通过与相关文献的对比,证实了本文结果的正确性.     

基于集合经验模态分解和小波变换的轮轨力应变信号降噪

为解决轮轨力应变信号中的噪声干扰问题,提出了基于集合经验模态分解与小波变换相结合的去噪方法。该方法能够判断出含有基线漂移和高频噪声的模态分量。对含有基线漂移的分量通过小波变换进行分解,将代表基线漂移的趋势项置零达到去除基线漂移的目的。对于高频噪声,则是采用小波阈值法进行去除。实测轮轨力应变信号的去噪处理表明了该方法的有效性。     

地铁运营诱发的环境振动对南昌八一起义纪念馆的影响分析

以南昌轨道交通1号线列车运营振动对南昌八一起义纪念馆的影响为工程背景,运用傅里叶变换法和大型通用有限元软件ANSYS分别建立列车-轨道结构连续弹性双层梁模型和大地-建筑物有限元模型。以Z振级和1/3倍频程加速度级为评价指标,仿真分析了列车竖向力和横向力共同作用与仅考虑竖向力作用对建筑物的不同影响,并比较了不同列车速度、隧道埋深、列车类型对建筑物的振动影响。计算结果表明:考虑列车竖向力和横向力共同作用下建筑物的振动响应比单独考虑竖向力约增加1 dB;地铁A型车比B型车约大0.5 dB;改变隧道埋深和速度对振动影响显著。建筑物楼层对高频衰减效果很明显,对低频则有一定的放大作用。     

基于波数有限元-边界元法的无砟轨道声辐射特性分析

为研究无砟轨道声辐射特性,建立了CRTSⅠ型板式无砟轨道的波数有限元振动模型。在钢轨顶部施加单位谐荷载,以求出的钢轨及轨道板的振动速度响应为边界条件,再采用声学波数边界元法计算出钢轨、轨道板及轨道整体结构的声辐射特性。分析结果表明:钢轨、轨道板及轨道整体结构的声功率级在一阶峰值频率前随频率增大而近似线性增加,在一阶峰值频率后,声功率级波动较大且出现多个峰值。在轨道整体结构一阶峰值频率前轨道板的声辐射贡献量占主导,而在该峰值频率后钢轨声辐射的贡献量逐渐占主导作用。扣件刚度主要影响一阶峰值频率前轨道整体辐射声功率,随着扣件刚度的增加,轨道整体结构声功率级幅值明显降低。CA砂浆层弹性模量的变化对轨道板辐射声功率级影响较大,但对轨道整体结构辐射声功率级的影响较小。     

考虑声腔效应铁路箱梁低频噪声预测与降噪措施研究

现有的桥梁噪声预测方法往往忽略声腔共鸣对腔外噪声的影响。建立基于混合FE-SEA方法的声腔-箱梁系统混合模型,采用现场实测的方法验证混合FE-SEA方法的准确性,计算箱梁各结构部件的声学贡献率,探讨在箱梁内加设若干横隔板的减振降噪效果。研究结果发现:考虑声腔效应的箱梁较不考虑声腔效应预测噪声值更接近于实测值;在近场测点,声腔的贡献率为42.1%,而在远场测点,声腔的贡献率为22.4%;加设横隔板后声腔声压级降低了22.9dB,顶板振动速度降低了53.9%,总声压级降低了11.8dB。分析结果表明:计算箱梁结构噪声,声腔效应对箱梁声压级的贡献不能忽略;加设横隔板能有效的降低桥梁结构噪声;采用两个端横隔板加三个中横隔板比较合适。     

高速铁路轨道结构空间动力分析

利用有限元法建立了包含钢轨、轨枕、弹性垫层、道床和路基为一体的轨道结构空间分析模型。机车和车辆对轨道的作用通过轮对模型求得。在轮对模型中，只考虑一系弹簧，车体总质量平均分配到每个轮对上，轨道结构则处理成双层弹性梁。在对高速铁路轨道结构进行空间分析时，首先利用轮对模型得到随时间变化的作用在各轨道枕上的荷载谱，以此作为轨道结构空间分析模型的输入。文章对ＴＧＶ动车在不同速度下对轨道结构的动力响应进行了分     

线路随机不平顺对车辆—轨道耦合系统动力响应分析

利用有限元法，建立了车辆－轨道耦合系统动力计算模型。在这个模型中，系统被分解为上部结构和下部结构两部上。上部结构为附有二系弹簧系统的整车模型，考虑车体和转向架的沉浮振动和点头振动。下部结构为轨道，钢轨被离散为双层弹性基础上有限长度的梁。对两系统分别用迭代法单独求解。轮轨间的耦合通过轮轨间的相互作用力来实现。同时，将轨道高低不平顺视为平衡各态历经随机过程。运用该模型，对不同线路等级和不同列车速度条件下车辆－轨道系统的垂南随机振动了计算，在时域和频域内对系统响应进行了分析。