曲线桥上纵连板式无砟轨道动力特性分析

摘要

本文采用多体动力学分析软件SIMPACK和有限元分析软件ANSYS，以曲线桥上纵连板式无砟轨道为研究对象，分析了高速列车通过时列车和轨道、桥梁的振动响应。主要的研究内容如下:
　　(1)采用SIMPACK软件，建立曲线地段列车—轨道耦合动力学模型，模拟分析了不同车速、超高、半径等工况下的列车运行安全性和舒适性指标，以及列车和轨道之间的轮轨力和加速度时程。
　　(2)采用ANSYS软件建立曲线桥上纵连板式无砟轨道有限元模型。以SIMPACK的分析结果作为输入，计算了轨道和桥面的动力响应时程。
　　(3)得出了超高、半径以及列车速度对钢轨、轨道板、底座板和桥面动力响应的影响规律。
　　研究表明:实设超高越接近均衡超高，轨道各部分振动特性越优良;若欠超高或过超高越大，则轨道各部分振动特性越差。列车运行安全性和舒适性指标以及无砟轨道和桥梁的振动响应随着半径的增大而减小，半径越大，减小的趋势越缓和;随着车速的增加而增大，车速越大，增大的幅度也越大。但是当曲线半径大到一定程度后，单纯靠增大曲线半径来降低各振动指标是不可取的。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究的背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文主要研究的内容

2 桥上纵连板式无砟轨道的特点及动力学评定标准

2．1 纵连板式无砟轨道的特点

2．2 车辆—无砟轨道耦合系统动力学评定标准

2．2．1 车辆运行安全性评定标准

2．2．2 旅客乘坐舒适度指标

2．2．3 轨道结构动力性能评定标准

2．3 桥梁结构动力学评定标准

2．4 本章小结

3 车辆—轨道耦合动力学模型建立

3．1 多体动力学软件SIMPACK

3．1．1 软件概述

3．1．2 多体系统运动方程理论

3．1．3 轮轨模块特点

3．1．4 轮轨建模基础

3．2 车辆—轨道耦合动力学模型

3．2．1 车辆模型

3．2．2 轨道不平顺模型

3．2．3 模型验证

3．3 本章小结

4 纵连板式无砟轨道有限元模型建立

4．1 有限元法

4．1．1 ANSYS软件概述

4．1．2 结构动力分析基础知识

4．2 曲线桥上纵连板式无砟轨道模型

4．2．1 计算参数选择

4．2．2 桥上纵连板式轨道结构有限元模型

4．3 本章小结

5 曲线段动力仿真特点及工况分析

5．1 曲线线路仿真研究的特点

5．2 曲线线路车线耦合系统的仿真工况

5．2．1 曲线半径的选择

5．2．2 设计超高的建议值及检算

5．3 指定仿真工况

5．4 曲线线路车线耦合系统仿真

5．4．1 指定工况下列车安全性和舒适度仿真结果分析

5．4．2 指定工况下轮轨力和轮轨加速度仿真结果

5．5 本章小结

6 桥上纵连板式无砟轨道振动特性影响因素分析

6．1 超高对纵连板及桥梁振动特性的影响

6．1．1 超高对垂向振动的影响

6．1．2 超高对横向振动的影响

6．1．3 超高对纵连板及桥梁振动特性的影响分析

6．2 曲线半径对纵连板及桥梁振动特性的影响

6．2．1 半径对垂向振动的影响

6．2．2 半径对横向振动的影响

6．2．3 半径对纵连板及桥梁振动特性的影响分析

6．3 车辆速度对纵连板及桥梁振动特性的影响

6．3．1 车速对垂向振动的影响

6．3．2 车速对横向振动的影响

6．3．3 车速对纵连板及桥梁振动特性的影响分析

6．4 本章小结

7 结论与展望

7．1 结论

7．2 今后需努力的方向

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及科研情况

致谢