城市轨道交通轨枕间距调整对车辆轨道系统的动力学影响

在城市轨道交通建设轨道设计过程中,由于现场客观需要,经常需要局部增大轨枕间距。车辆—轨道动力学理论计算结果表明,轨枕间距局部增大后,刚度不平顺对车辆、轨道系统的动力冲击作用是客观存在的,但是这种冲击作用相对较小,对车辆、轨道系统的动力学影响不是控制轨枕间距局部增大量的因素。     

梯形轨枕尺寸对车辆-轨道系统动力性能的影响

为研究梯形轨枕尺寸对车辆和轨道系统动力学响应的影响,运用ANSYS有限元软件建立梯形轨枕轨道结构的有限元模型,对不同厚度和长度的梯形轨枕进行模态分析;应用车辆-轨道耦合动力学理论建立车辆-梯形轨枕轨道耦合动力学模型,计算车辆通过不同厚度和长度梯形轨枕时车辆-轨道系统的动力学响应.研究结果表明:厚度对前3阶频率影响较小,...     

轨道刚度对车辆-轨道系统频率响应的影响

研究目的:目前,轨道刚度变化对车辆-轨道耦合系统频率响应的影响规律尚不明确,本文基于车辆-轨道耦合动力学理论,以既有提速线路为例,从频率角度,研究轨道刚度变化对车辆-轨道耦合系统振动响应的影响。研究结论:(1)轨道刚度的变化,对车体、转向架的振动影响较小,对轮对及轨道结构的振动影响较大;轨道刚度的增大,对27 Hz以下的低频振动基本无影响,27~70 Hz之间的中低频振动略有降低,100 Hz以上的中高频振动显著增大;(2)随扣件刚度的增大,轮轨力谱以及轮对、钢轨振动加速度谱的最大值均显著增大,且振动频率有向高频发展的趋势;(3)随道床刚度的增大,频率响应谱的最大值变化相对较小,轮轨力、轮对、钢轨和轨枕的振动频率向高频移动;(4)总体上看,扣件刚度对耦合系统振动响应的影响较大,在线路维修时应及时更换恶化的扣件系统,道床刚度变化的影响相对较小,其维修周期可适当延长;(5)该研究可指导轨道结构的优化设计以及轨道的养护维修。     

车辆-轨道耦合动力学研究的新进展

车辆－轨道耦合动力学是在传统的车辆动力学和轨道动力学基础上发展起来的一个新的学科领域，近10年来发展迅速，并取得重要进展，已形成独特的理论体系，本文首先简要回顾了车辆－轨道耦合动力学的研究历史，并对国内外形研究进展作了概要介绍，在此基础上着重介绍了作者及其课题组近期开展的研究工作及主要研究结果，包括理论模型，计算机仿真，试验验证，参数确定及应用实践等方面的具体进展，最后指出了机车车辆与轨道系统动力学领域今后拟进一步研究的问题。     

弹性轮对车辆-轨道垂向耦合系统动力学研究

建立了弹性轮对车辆－轨道垂向耦合系统动力学模型，推导了弹性轮对车辆－轨道垂向耦合系统振动微分方程。通过输入脉冲型激扰，对弹性轮对车辆－轨道垂向耦合系统进行了轮轨力及轮轨接触应力的动力学仿真，并与刚性轮对车辆的计算结果进行了比较和分析。     

基于矩阵实验室图形用户界面的轨道车辆动力学软件开发

运用矩阵实验室(MATLAB)的图形用户界面(GUI)设计功能,结合数值分析和车辆系统动力学计算,以及建模、仿真、原型开发等功能,设计和开发一种应用于轨道车辆振动分析的研究软件。通过与其他商用软件相应指标的比较,检验软件所用的模型和计算结果,并将该软件应用到实际的轨道车辆系统动力学研究项目中去。应用表明,各个GUI模块能够互相切换和联系,实现预期的功能要求;能够进行车辆模型的模态计算和时域动态仿真。     

轨道车辆独立车轮的动力学分析

建立了轨道车辆独立车轮轮组的动力学方程，并通过对一列既包括传统轮对，又 包括独立车轮轮组的轻轨车辆的线性稳定性分析和动态曲线通过计算，对独立车轮轮组与传统轮对的动力学特点进行了比较。计算表明，独立车轮是解决小半径曲线通过问题有效措施，它的稳定性可通过采用等效锥度较大的磨耗型踏面来保证。     

完整的车辆-轨道系统动力学研究是铁路发展的迫切需要(2)

4　高速列车引发的噪声和振动人耳能听到的声音 ,其频率范围是 2 0Hz～ 2 0kHz。低于 2 0Hz的称次声 ,高于 2 0kHz的称为超声。人耳对30 0 0Hz左右的声音感觉最灵敏。对于低于 6 3Hz和高于 16kHz的声音 ,即使勉强听得见 ,反映也很不灵敏。所以 ,在噪声控制领域内 ,主要对 6 3Hz～ 16kHz感兴趣。对轮轨滚动噪声而言 ,高于 5 0 0 0Hz的功率谱由于接触滤波的作用骤然降低。在实际分析中略扩大其范围 ,考虑为 5 0～ 6 0 0 0Hz即已足够。图 18是列车通过时对铁路沿线造成侵害居民的噪声其发射区和入射区的原理图。图 18中表明 ,计有通过空气…     

车辆—轨道系统横向耦合动力学的研究

本文基于车辆－轨道系统耦合动力学的基本思想，对横向耦合动力学进行了分析研究，从车辆，轨道、轮轨接触整体系统的角度，建立了车辆－轨道系统横向耦合模型，并编制了相应的计算机仿真实施软件包，用以分析高速、重载运输条件下车辆和轨道的横向相互作用，为车辆和轨道的轨道的最佳设计，最佳管理提供科学依据。     

车辆、轨道参数对列车—轨道系统振动响应的影响分析

应用列车－轨道时变系统振动能量随机分析理论，研究了准高速车辆、轨道参数对列车－轨道系统振动响应的影响规律，得出了一些较佳的参数选取范围。     

地铁减振垫轨道结构对车致环境振动的影响分析

减振垫轨道是城市轨道交通高等减振措施中常用的一种轨道结构。为了研究减振垫轨道结构对车致环境振动的影响,首先对减振垫轨道的模态进行分析,其次建立了地铁列车-减振垫轨道-隧道-土体-建筑物系统模型。该系统模型分为两个子模型,将子模型1中的竖向轮轨力作为子模型2的外加激励,计算分析了轨道板、隧道壁、地面和楼层的车致振动加速度特性与振级特性。研究结果表明:由列车运营引起的振动在传递途径中,竖向振动加速度由轨道板到隧道壁的衰减量远大于由隧道壁到地面的衰减量,楼层和地面的竖向振动加速度水平基本相当;轨道板、隧道壁、地面和楼层的1/3倍频程加速度级两个峰值对应的中心频率31.5 Hz、80 Hz与轨道板第5阶、第10阶主振型的固有频率有关;减振垫轨道的中心频率介于3.15 Hz和8 Hz之间的减振效果较好;隧道埋深大于11 m,以及采用减振垫轨道结构的情况下,隧道正上方地面和楼层的Z振级最大值均小于70 dB,能够满足环评标准的要求。     

轨道交通车辆段出入线接轨方案设计探索

研究目的:车辆段出入线接轨方案研究是轨道交通前期设计中的一个重要课题,本文通过对无锡地铁1号线西漳车辆段出入线的一站接轨方案和两站接轨方案进行比较后,从接轨站车站规模、线路条件、行车干扰程度、折返以及出段作业效率、建设投资等因素出发,综合分析,最终确定了最合理方案。研究结论:(1)出入线应本着方便运营、优化平纵断面条件,减少与正线的行车干扰,提高列车折返、出入段作业效率,降低运营成本等要素来选择合适的接轨方式。(2)在轨道交通设计中,应结合车辆段的段址,正线线路条件、车站规模,行车,运营,投资等多种因素,选择相对合理的接轨方式。有条件时可结合段型布置,实现列车调头转向功能。(3)在选择车辆段出入线的接轨方式时,应从区域规划,项目建成后的社会效益,经济效益等多方面考虑,确定最合理方案。     

城市轨道交通轨面不平顺对轨道结构动力响应影响的试验分析

在某城市轨道交通线路上对钢轨打磨前后轨面不平顺、轮轨力及轨道结构振动进行测试,根据测试数据分析轨面不平顺对轮轨力和钢轨振动加速度的影响。结果表明,钢轨打磨后,轨面不平顺幅值从打磨前的0.966 mm降低为0.686 mm,轮轨垂向力可降低18%~19%,钢轨垂向振动加速度降低了2.33倍。     

基于多体动力学仿真的城市轨道交通车辆二系悬挂故障特征分析

对国内某型城市轨道交通车辆的故障统计发现,二系悬挂故障已成为影响转向架乃至车辆安全运行的主要原因之一。基于多体动力学的方法建立该型国产城市轨道交通车辆动力学模型,并通过实车振动数据验证了模型的正确性。利用验证后的模型模拟二系悬挂故障下列车的运行状态,并采用功率谱对车体振动加速度进行分析。仿真结果表明,在考虑速度、载荷及故障个数等因素的情况下,车体垂向、横向振动频率分别在0~3.5 Hz和0~2.0Hz频段时对于二系悬挂故障最为敏感;均方根值和方差更适合作为频谱变化的量化指标;当故障造成列车部件布置不对称时,车体振动变化尤其明显。     

高架桥轨道减振措施的降噪效果量化分析

总结地铁高架敷设方式及噪声控制技术发展历程,对桥梁噪声进行合理的简化分析与拆解,调研部分轨道减振措施对桥梁二次结构噪声的抑制效果,在此基础上量化分析轨道减振对综合降噪效果的规律,与以往工程中的定性做法相比,实用且有一定的创新和突破,可为今后其他实际工程高架桥综合噪声控制提供借鉴。     

轨道扣件及减震综合试验平台的研究与设计

针对城市轨道交通钢轨扣件及道床减振模拟的在线测试研究设计,讨论其综合试验平台的设计思路、测试项目及主要结构方案。通过计算分析,确定该试验平台总长度、分块长度等关键参数选取的合理性。研究表明,平台建成后可为深入研究城市轨道交通领域应用的各类型轨道减振措施提供试验场所,并提出合理的参数优化建议,为今后减振轨道结构的设计选型提供基础试验数据和理论支持。     

悬挂式轨道交通箱型轨道梁巡检车的主动安全系统设计

悬挂式轨道交通系统巡检车主动安全系统运用安全激光扫描仪和速度控制模块,能够测得距巡检车1.5 m以内的障碍物,并发出警报提醒驾驶员减速。该系统在1.2 m以内测到障碍物即向PLC(可编程逻辑控制器)发出危险信号,并自动控制电机制动。仿真结果表明,巡检车正常行驶过程中,遇到突发状况时,经过大约0.34 s,滑行0.8 m即可停稳。在中车青岛四方机车车辆有限公司悬挂式单轨试验线上进行现场测试时,该系统顺利通过了安全测试,验证了该主动安全系统的准确性和可靠性。巡检车主动安全系统能够有效避免事故发生,符合巡检车安全运营要求。     

浮置板轨道系统动力响应分析

为了分析浮置板轨道的动态特性,根据结构动力学原理建立浮置短板-隧道、浮置长板-隧道和普通轨道-隧道的有限元模型.利用落轴冲击仿真分析和施加实测轮轨力进行动力响应分析两种方法,对浮置短板、浮置长板和普通轨道进行仿真分析,对比分析了其动力响应性能.落轴冲击分析结果和施加实测轮轨力谐响应分析的结论一致.这表明:浮置板轨道隔振性能主要由其固有频率决定,只要浮置短板和浮置长板的固有频率相同,隔振性能基本相同.可以通过增加浮置板质量和降低浮置板支承刚度的方法降低浮置板轨道系统的固有频率,以达到较好的隔振性能.     

城市轨道交通车辆与信号主要接口问题分析

总结了近10多年来南京地铁建设过程中出现过的安装接口问题和车辆与信号接口问题,梳理了需要在设计阶段注意的接口事项,提出了解决途径和建议。     

弹性支承块轨道振动与噪声强度关系分析

轮轨噪声在轨道交通噪声中占主要部分。根据国内外对钢轨振动和噪声关系的研究,以非弹性和弹性支承块式轨道结构的振动加速度数据为依据,利用钢轨振动与噪声关系将钢轨的振动转化为噪声,确定由各自钢轨产生的噪声1/3倍频程等效声压级曲线,从降噪方面评价两种无碴轨道的性能,说明弹性支承块轨道振动与噪声强度关系。在理论上对地面因素在噪声传播中的影响进行了探讨,说明地面因素也是影响噪声强度不可忽视的因素之一。最后,从声源和传播途径两个方面提出降低噪声的合理化建议。