铁路轨道不平顺对车轨系统竖向振动响应的影响分析

摘要

轨道不平顺对车轨系统振动的影响很大，随着我国铁路提速及高速铁路的发展，对轨道不平顺的要求越来越严。因此，论文“铁路轨道不平顺对车轨系统竖向振动响应的影响分析”具有重要的理论价值，同时，对提速与高速铁路轨道不平顺的养护维修具有指导作用。本论文主要完成了如下工作： 1．分析比较了郑武线与秦沈线的轨道高低、方向与水平不平顺功率谱密度，得出郑武线上的轨道不平顺状态相对秦沈线的轨道不平顺状态来说较好的结论。 2．分析比较了三角级数法、二次滤波法、基于频域功率谱等效法及ARMA法等多种轨道随机不平顺的模拟方法，并通过具体算例，说明了各种方法的优缺点，同时，确定了基于频域功率谱等效法为较优方法。 3．分析了轨道不平顺波长与幅值对车一轨系统竖向振动响应的影响，并得出了一些规律性的认识。 4．采用轮重减载率等于1作为轮轨分离时的标志，分别得出了一定条件下的轮轨出现分离时的临界波长及幅值。 5．分析了车速(80-200km/h)对车一轨系统竖向振动响应的影响，结论是车_轨系统竖向振动响应均随车速的提高而增大，符合物理概念。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权说明

第一章绪论

1.1研究的目的和意义

1.1.1研究的意义

1.1.2研究的目的

1.2国内外研究现状

1.2.1轨道不平顺功率谱研究现状

1.2.2国内外轨道动力学的发展

1.2.3列车-轨道系统振动分析的研究现状与进展

1.3本文研究内容与研究思路

第二章轨道不平顺的随机模拟方法

2.1引言

2.2随机过程

2.2.1随机过程的基本概念

2.2.2随机过程的数字特征

2.2.3平稳随机过程的谱分析

2.3轨道不平顺的描述

2.3.1轨道不平顺的平稳随机过程性质

2.3.2轨道不平顺的类型

2.4轨道不平顺的相关分析

2.4.1相关函数的数据整理方法

2.4.2相关函数的形式与特点

2.5轨道不平顺的功率谱密度

2.5.1功率谱密度的定义

2.5.2数字谱密度估计的原理与方法

2.5.3轨道不平顺功率谱所能提供的信息和用途

2.6国内外轨道不平顺功率谱密度

2.7几种常见的轨道不平顺随机模拟方法

2.7.1二次滤波法

2.7.2三角级数法

2.7.3基于频域功率谱等效法

2.7.4 ARMA模型随机模拟

2.8小结

第三章轨道随机不平顺模拟方法的比较

3.1概述

3.2二次滤波法

3.3三角级数法

3.4基于频域功率谱等效法

3.5 ARMA模型模拟法

3.6几种随机模拟方法的比较

3.7 小结

第四章郑武线轨道不平顺相关性和谱密度分析

4.1概述

4.2郑武线轨道不平顺相关性分析

4.2.1实测数据的中心化处理

4.2.2相关函数表达式

4.2.3方差及互相关函数分析

4.2.4结论

4.3郑武线轨道不平顺谱密度分析

4.3.1郑武线轨道高低不平顺

4.3.2郑武线轨道方向不平顺

4.3.3郑武线轨道水平不平顺

4.4郑武线与秦沈线不平顺状态的分析比较

4.4.1秦沈客运专线轨道不平顺的功率谱分析

4.4.2郑武线与秦沈线轨道不平顺谱密度的比较分析

4.5小结

第五章列车-轨道系统竖向振动分析方法

5.1引言

5.2机车、车辆竖向振动分析模型

5.2.1基本假设

5.2.2 6自由度的机车车辆竖向振动分析模型

5.3轨道竖向振动分析模型

5.3.1基本假设

5.3.2 12自由度的竖向直线轨道单元竖向振动分析模型

5.4轮轨竖向耦合模型

5.5列车-轨道时变系统振动方程的建立及求解

5.5.1形成矩阵的“对号入座”法则简介

5.5.2车辆(包括机车)竖向振动总势能的计算

5.5.3轨道竖向总势能的计算

5.5.4列车—轨道系统竖向振动方程的建立与求解

5.6小结

第六章轨道不平顺对列车-轨道系统竖向振动的影响

6.1引言

6.2轨道竖向不平顺幅值的影响

6.3轨道竖向不平顺波长的影响

6.4轮轨分离时的轨道竖向不平顺临界幅值及波长的分析

6.5列车运行速度的影响

6.6小结

第七章结论及展望

7.1本文完成的主要工作

7.2今后努力的方向

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文及科研情况