CRTS Ⅰ型板式轨道动力系数研究

论文摘要

无砟轨道是反复承受列车荷载和温度荷载作用的结构物,列车荷载的每次作用都将引起无砟轨道的伤损。因此,研究随机不平顺激励作用下CRTS I型板式轨道轮轨力的统计规律具有十分重要的意义。同时,研究无砟轨道各结构层的动力系数对无砟轨道的设计具有一定的现实意义。本文在收集、整理、分析国内外研究资料的基础上,应用车辆-轨道耦合动力学理论,采用车辆-轨道垂向耦合振动模型,应用有限元软件ANSYS/LS-DYNA进行数值计算,对轮轨力统计规律和轨道各结构层动力系数进行探讨。主要包括以下内容：收集了国内外无砟轨道应用现状；详细介绍了轨道不平顺和列车荷载的统计分析方法；建立车辆-轨道垂向耦合振动模型；对轮轨力进行统计分析,分析了车速和扣件刚度对轮轨力统计规律的影响；探讨了轮轨力动力系数和CRTS I型板式轨道各结构层动力系数,分析了车速和扣件刚度对轮轨力动力系数和CRTS I型板式轨道各结构层动力系数的影响。通过以上研究工作,得出在随机不平顺激励作用下,轮轨力符合正态分布规律；轮轨力的统计特征参数中,均值随车速增加变化不大,标准差随车速增加而增大,变异系数随车速增加而增大；轮轨力的统计特征参数中,均值随扣件刚度增加变化不大,标准差随扣件刚度增加而增大,变异系数随着扣件刚度增加而增大；轮轨力动力系数和轮重减载率随车速度增加而增加,随扣件刚度的增加而增加；建议轮轨力动力系数取1.65,轮重减载率取0.65；轨道各结构层的动响应值随车速增加而增加,轨道各结构层的动静响应值随扣件刚度增加而增加,轨道各结构层的动力系数至上而下逐渐衰减；轨道板动力系数建议取1.20,砂浆层动力系数建议取1.18,砼底座动力系数建议取1.16,路基面动力系数建议取1.15。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 概述
• 1.1 国内外主要无砟轨道应用现状
• 1.1.1 国外主要无砟轨道应用现状
• 1.1.2 国内主要无砟轨道应用情况
• 1.2 国内外轮轨系统动力学发展情况
• 1.2.1 国外轮轨系统动力学发展情况
• 1.2.2 国内轮轨系统动力学发展情况
• 1.3 本文研究意义与研究内容
• 1.3.1 本文研究意义
• 1.3.2 本文研究内容
• 第2章 车辆-轨道垂向耦合振动模型
• 2.1 研究方法及计算流程
• 2.2 车辆-轨道垂向耦合振动力学模型
• 2.2.1 车辆力学模型
• 2.2.2 CRTSⅠ型板式轨道力学模型
• 2.2.3 车辆-轨道垂向耦合振动模型参数的选取
• 2.2.4 轮轨接触关系
• 2.3 本文采用的不平顺激励模型
• 2.4 车辆-轨道垂向耦合模型的有限元求解方法
• 2.5 本章小结
• 第3章 轮轨力统计分析
• 3.1 列车荷载统计与疲劳检算轮重分析方法
• 3.2 轮轨力统计分析结果
• 3.3 车速对轮轨力的影响
• 3.4 扣件刚度对轮轨力影响
• 3.5 本章小结
• 第4章 轨道结构各结构层的动力系数
• 4.1 轨道各结构层动力系数计算方法
• 4.2 不同车速下轨道各结构层动力系数研究
• 4.3 不同扣件刚度下轨道各结构层动力系数研究
• 4.4 本章小结
• 结论与展望
• 本文的主要工作及结论
• 有待进一步研究的问题
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的学术论文