高速客运专线轨下橡胶垫板的设计研究

摘要

论文回顾了国内外对高速铁路橡胶垫板的研究工作，指出了国内外研究现状存在的不足，据此提出了研究的方向以及研究的意义。本文采用杭甬客运专线上W J8扣件中的B型橡胶垫板为样板，根据国家标准的试验规范对橡胶垫板进行了材料以及力学性能的一系列试验，包括比重、硬度以及压缩性能试验。在试验的基础上，运用Abaqus有限元软件对橡胶垫板进行仿真模拟，含整块垫板的模拟以及四分之一垫板的模拟，并将有限元模拟计算的结果与试验数据进行了对比和验证。在试验以及数值模拟验证的基础上，建立了钢轨与橡胶垫板的有限元计算模型。本文在国家自然科学基金面上项目(51078361)的资助下，对高速客运专线轨下橡胶垫板进行了设计研究。从垫板的厚度，沟槽的数量，深度以及宽度的结构尺寸诸方面来评估橡胶垫板的刚度以及内部应力。为达到降低橡胶垫板的刚度，满足无砟轨道高弹性的目的，设计了一种厚度高于现有产品，同时部分支承沟槽型的新型轨下橡胶垫板。通过有限元理论计算结果分析，该垫板在额定轮载的情况下内部应力分布合理，刚度低，预计在减振降噪方面优于现有橡胶垫板。该设计可作为高速铁路轨道用橡胶垫板的参考选择。