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《武汉理工大学》 2002年
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高速列车作用下轨道系统的动力特性研究

左鹏飞  
【摘要】: 高速列车作用下轨道系统的动力响应问题具有重要的理论意义和工程参考价值。随着我国轨道建设的不断发展,列车的运行速度的不断提高,机车车辆对轨道结构的动力作用明显增大,列车运行时产生的振动对环境的影响已经到了必须重视的地步。而目前国内对沿线环境振动的评价、预测方法仍以现场实测和经验公式为主,缺乏系统的研究和定量的分析方法,因此不能在建设前有效地指导设计及施工。为了正确评价沿线环境的振动,有必要深入研究高速列车对轨道结构的动力响应。 轨道系统由铁轨、枕木、碎石垫层组成。列车运行时产生振动的机理是车轮与轨道系统的相互作用,这一作用引起轨道及地基的变形并在轨道内产生弯曲波,由于地基的变形所引起的波动通过土层向外传播。通过将轨道的变形转化成作用在地基上的荷载,由此可以计算地基内波动的产生与传播。 基于振动产生及传播的机理,本文主要研究了竖向荷载下的动力响应问题。将每根枕木考虑成一个支座反力,将横向枕木支承的钢轨模拟成离散的弹性地基梁模型,将列车考虑成一个作用在梁上的移动荷载。不考虑轨道的几何不平顺,不考虑阻尼,分别采用不考虑剪切效应和转动惯量作用的Euler梁模型和考虑剪切效应和转动惯量作用的Timoshenko梁模型对轨道动力响应进行了模拟。将轨道的振动响应用时间域的积分方程式表示,由此得到时域解答。 本文根据两种模型的控制方程,使用Green函数法计算了车轮、轨道、枕木的相互作用所引起的振动。由于荷载作用在时间和空间上的连续性,因此考虑了前一时间段所产生的位移对后一时间段的影响以及不同位置的相互影响,在此基础上提出了基于车轮、轨道、枕木相互关系的离散化算法,采用时间步长积分计算了轨道的动力响应,使用Fortran语言编制计算程序对轨道动力响应进行了模拟。将两种梁模型的计算结果进行了比较,得出了有益的结论。 最后,在全面总结论文工作的基础上,提出本课题尚待深入研究的若干问题。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:U211.2

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【引证文献】
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【同被引文献】
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