木塑復合軌枕力學性能試驗與參數(shù)研究.pdf

1、多年來，軌枕研究多是先搜尋可用的原材料，再利用這些材料進行產(chǎn)品生產(chǎn)，最后再在軌道線路上檢驗產(chǎn)品是否適用。較少有學者逆向思維，先考慮鐵路軌枕應具備怎樣的最優(yōu)技術(shù)參數(shù)，隨后再尋找材料、開展軌枕產(chǎn)品設(shè)計。在復合軌枕出現(xiàn)以前，傳統(tǒng)軌枕的工作性能受原材料限制而變化不大，這樣的思維是不切實際的。然而，隨著具有可設(shè)計性的復合材料的出現(xiàn)和有限元分析軟件的發(fā)展，這樣的逆向技術(shù)路線開始變得可行。例如，軟木木枕的彈性模量公認偏低，而混凝土枕彈性模量偏大，理想

2、軌枕的彈性模量取值應介于兩者之間，故對于特定行車模式的“路基-道床-軌枕-鋼軌-車輛”系統(tǒng)而言，軌枕彈性模量存在最優(yōu)解，而該問題可通過綜合利用多學科知識加以解決。
　　本論文正是基于上述逆向思維過程，綜合利用材料科學常用的試驗設(shè)計法(Design of Experiment)、列車線路動力學建模分析結(jié)果、回歸分析以及最優(yōu)化理論，對復合軌枕的技術(shù)參數(shù)開展優(yōu)化研究，同時利用所建立的響應函數(shù)的數(shù)學模型研究復合軌枕技術(shù)參數(shù)等對軌道系統(tǒng)其他

3、部件的影響，以便更好理解軌枕參數(shù)與軌道系統(tǒng)各部件間的相互作用關(guān)系。另外，論文另一創(chuàng)新在于采用激光全息干涉測量技術(shù)對所提出的木塑復合軌枕材料試樣壓縮試驗中的變形破壞機理進行了研究。論文成果可總結(jié)為三個方面:
　　(1)對所提出的木塑復合軌枕（以木屑為填料、以木梁為增強結(jié)構(gòu)、以聚合物為基體，見圖4.3）材料的抗裂性能（基于抗裂性試驗）、抗壓和變形特性（基于抗壓試驗和激光全息干涉技術(shù)）進行研究分析，獲得了重要的數(shù)據(jù)與圖像資料，為該型復合

4、軌枕的進一步優(yōu)化設(shè)計提供參考。
　　(2)基于試驗設(shè)計法、列車線路動力學建模分析結(jié)果、回歸分析以及最優(yōu)化理論，針對時速80km、運營機車類型為BЛ-80的1520mm寬軌鐵路直線段，對所提出的木塑復合軌枕的軌枕彎曲系數(shù)、軌枕質(zhì)量、水平方向彈性模量、豎向彈性模量等參數(shù)進行優(yōu)化。
　　(3)基于試驗設(shè)計法、列車線路動力學建模分析結(jié)果，通過繪制響應函數(shù)等高線圖，研究軌枕彎曲系數(shù)、軌枕質(zhì)量以及與季節(jié)因素相關(guān)的軌下基礎(chǔ)水平及豎直方向彈