地鐵彈性體輪軌耦合系統(tǒng)振動特性研究.pdf

1、隨著城市軌道交通的快速發(fā)展，減振降噪要求越來越嚴格，因此，不同類型的減振軌道得到廣泛的應(yīng)用，但是隨之卻出現(xiàn)了一些嚴重的輪軌振動噪聲、鋼軌異常波磨及扣件崩折等問題，造成了養(yǎng)護維修工作量和費用的大幅增加，并威脅運營安全。對輪軌振動的有效控制，必須掌握作為彈性體輪軌相互作用時的振動特性和實際運行過程中的動力特性。本文在總結(jié)和歸納國內(nèi)外現(xiàn)有輪軌振動研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)常用的地鐵軌道類型，從彈性體輪軌耦合振動的角度研究了地鐵常見輪軌系統(tǒng)的垂向振

2、動傳遞特性和動力特性。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)建立了彈性車輛-軌道耦合系統(tǒng)的振動分析有限元分析模型，通過傳遞特性分析，在頻率0Hz～1000Hz范圍內(nèi)，輪對的振動型式并沒有因為與軌道耦合而發(fā)生明顯的改變，在頻率410Hz～450Hz范圍內(nèi)，輪對在垂向激勵的作用下僅發(fā)生橫向的伸縮振動。
　　(2)普通整體道床軌道在頻率范圍320Hz～380Hz內(nèi)，梯形軌枕軌道在頻率范圍290Hz～402Hz內(nèi)，鋼彈簧浮置板軌道在頻

3、率范圍300Hz～380Hz內(nèi)，鋼軌與車輪，鋼軌與軌道板（軌枕），均發(fā)生反共振。在此頻率范圍內(nèi)鋼軌與車輪會產(chǎn)生一個相互的“錘擊”作用，增大了輪軌作用力，易誘發(fā)鋼軌異常波磨。
　　(3)由于輪軌振動的影響扣件受力幅值變化大，易造成扣件疲勞。鋼軌與軌道板（軌枕）的反共振會增大扣件的上拔力，輪對的振動變形還會增大鋼軌的橫向作用。這些因素的共同作用，易造成扣件的崩折損壞。
　　(4)三種軌道結(jié)構(gòu)的鋼軌，在主要振動頻率范圍振動隨著速度

4、的增加而增大，并且更容易在某些特殊頻率下發(fā)生共振或反共振誘發(fā)鋼軌波磨;梯形軌枕軌道軌枕的主要振動頻率在134Hz附近，軌道錘擊試驗得到的頻響函數(shù)表明軌枕與鋼軌在134Hz出現(xiàn)振動峰值，這與梯形軌枕軌道鋼軌出現(xiàn)的異常波磨頻率134Hz一致，說明輪軌振動是誘發(fā)梯形軌枕軌道鋼軌異常波磨的主要因素，并且控制速度不能夠有效的控制輪軌134Hz處的振動。
　　(5)列車運行時輪軌振動加速度的峰值主要是由輪軌在主要振動頻率下的振動引起。