检索结果-内蒙古大学图书馆

哈尔滨工业大学学报 2019年第8期51卷 183-190页

作者：李昊张鸿儒于仲洋北京交通大学土木建筑工程学院

为研究地震作用下高速铁路运行安全和脱轨机理,利用6m×6m大型振动台,对车辆-轨道模型进行全尺寸振动台模型试验.根据振动台模型试验,建立与之相似的多自由度、多刚体车辆-轨道数值模型,将振动台模型试验结果与车辆-轨道数值模型的... 详细信息

为研究地震作用下高速铁路运行安全和脱轨机理,利用6m×6m大型振动台,对车辆-轨道模型进行全尺寸振动台模型试验.根据振动台模型试验,建立与之相似的多自由度、多刚体车辆-轨道数值模型,将振动台模型试验结果与车辆-轨道数值模型的计算结果进行对比,发现对比结果基本接近,表明车辆-轨道数值模型具有一定的正确性.然后,根据脱轨系数等指标在列车正常运行状态和地震作用状态之间的安全储备,提出确定高速铁路地震预警阈值的新思路,基于上述车辆-轨道数值模型,通过输入6条典型的水平向地震波对车辆-轨道数值模型分别进行地震时程分析,将计算结果中的脱轨系数和轮重减载率与地震波加速度峰值之间的关系进行统计分析,最后给出不同脱轨系数限值和不同轮重减载率限值相对应的高速铁路地震预警阈值评价表,并建议中国高速铁路地震预警阈值设为40gal.

关键词：地震激励车辆-轨道模型振动台试验脱轨系数轮重减载率

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高速铁路地震预警阈值随机振动分析

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振动工程学报 2019年第5期32卷 874-885页

作者：李昊张鸿儒于仲洋北京交通大学土木建筑工程学院

为研究地震作用下列车的动态响应和预警阈值,对车辆-轨道模型进行振动台模型试验,将试验结果与车辆-轨道数值计算模型的计算结果进行对比,对比结果基本吻合,表明数值计算模型具有一定的正确性;随后利用上述计算模型进行了地震波的频谱... 详细信息

为研究地震作用下列车的动态响应和预警阈值,对车辆-轨道模型进行振动台模型试验,将试验结果与车辆-轨道数值计算模型的计算结果进行对比,对比结果基本吻合,表明数值计算模型具有一定的正确性;随后利用上述计算模型进行了地震波的频谱特性分析,结果表明,当地震波频率在1 Hz附近时,容易与车体水平向自振频率产生共振,导致列车出现轮轨分离状态。因此,采用传统脱轨指标恐无法判断列车安全运行的真实状态,将采用轮轨水平向相对位移、车轮抬升量和车体倾覆角三种脱轨指标来进行对列车地震预警阈值的确认和推导;最后提出确定高速铁路地震预警阈值的新思路。基于上述车辆轨道数值模型,挑选80条典型地震动记录,分别施加到车辆-轨道数学模型中进行时程分析计算,将计算结果中的车轮抬升量、轮轨接触点水平位移、车体倾覆角等参数与地震动峰值加速度之间的关系进行统计分析,利用随机振动原理给出地震作用下列车的地震预警阈值评价表。

关键词：车辆-轨道模型振动台试验地震激励频率响应车轮抬升

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地震作用下车辆-轨道系统轮轨动态响应试验研究

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振动与冲击 2020年第2期39卷 132-140页

作者：李昊张鸿儒于仲洋邱滟佳北京交通大学土木建筑工程学院

为研究地震作用下高速铁路地震预警阈值,进行准静态全尺寸车辆-轨道模型振动台试验研究,对车辆轨道模型施加正弦地震波,试验结果显示《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》中所规定的轮重减载率限值和脱轨系数限值可能偏于保守,且... 详细信息

为研究地震作用下高速铁路地震预警阈值,进行准静态全尺寸车辆-轨道模型振动台试验研究,对车辆轨道模型施加正弦地震波,试验结果显示《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》中所规定的轮重减载率限值和脱轨系数限值可能偏于保守,且导致列车脱轨的原因是由于地震作用使轨道结构发生大幅的水平向振动,引起车轮发生水平向晃动,致使车辆发生侧向滚摆运动所造成的;接着对车辆轨道模型施加实测地震波,试验结果表明地震波频谱特性对列车运行安全有一定的影响;对车辆轨道模型同时施加水平向和垂向地震波,发现对车辆轨道系统动力响应影响较大的为水平向地震波,垂向地震波则对其影响较小;根据振动台试验模型建立与之对应的多刚体、多自由度三维车辆-轨道数值模型,研究当考虑轨道不平顺时,地震作用下不同车速对列车轮动动力响应的影响,通过数据分析表明,在一定范围内,地震作用下的列车脱轨与列车速度关系不大,为高速铁路地震预警阈值的研究提供了一定的理论依据。

关键词：振动台车辆-轨道模型轮轨垂向力轮轨水平力轨道不平顺

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浮置板轨道参数激励振动研究

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振动与冲击 2010年第2期29卷 17-20,30页

作者：李增光吴天行上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

浮置板轨道结构中,浮置板布置的周期性和不连续性导致轨道刚度的周期性变化。车辆行驶在浮置板轨道上时,轨道刚度的周期性变化会引起参数激励振动。为了研究该问题,将钢轨和浮置板视为模态梁,钢轨扣件和隔振器视为线性弹簧-阻尼器;车辆... 详细信息

浮置板轨道结构中,浮置板布置的周期性和不连续性导致轨道刚度的周期性变化。车辆行驶在浮置板轨道上时,轨道刚度的周期性变化会引起参数激励振动。为了研究该问题,将钢轨和浮置板视为模态梁,钢轨扣件和隔振器视为线性弹簧-阻尼器;车辆采用相邻车厢距离最近的两台转向架模型,建立了车辆-浮置板轨道耦合动力学模型。应用该模型分析了浮置板轨道参数激励振动的形成机理及影响因素,提出了减小参数激励振动的控制措施。计算结果表明:振动的频率成分主要为车轮通过浮置板的频率及其倍频;轮轨作用力随着车辆速度的提高而增加,随着隔振固有频率的减小而增加;调整浮置板下隔振器的位置和刚度可以降低参数激励振动引起的轮轨作用力。

关键词：浮置板轨道参数激励振动车辆-轨道模型轮轨作用

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地震作用下车辆轨道相互作用和高速铁路地震预警阈值研究

地震作用下车辆轨道相互作用和高速铁路地震预警阈值研究

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作者：李昊北京交通大学

学位级别：博士

中国高速铁路快速发展,运营里程不断增加,目前已超过2万公里,到2025年,高速铁路里程将达到3.8万公里,可覆盖大多数大城市。高速铁路的防震减灾问题一直备受重视,主要涉及到两个层次的问题:一是保证基础设施满足抗震设防的要求,目前已有... 详细信息

中国高速铁路快速发展,运营里程不断增加,目前已超过2万公里,到2025年,高速铁路里程将达到3.8万公里,可覆盖大多数大城市。高速铁路的防震减灾问题一直备受重视,主要涉及到两个层次的问题:一是保证基础设施满足抗震设防的要求,目前已有较成熟的设计标准;二是在基础设施安全的条件下地震时列车的运行安全问题,目前还未能形成有效可靠的解决方案。为解决地震对高速铁路运行安全的威胁,除了进行高速铁路结构的抗震设计外,日本等国家采取了地震预警的方法,当预测的地震动达到一定阈值时,对高速铁路进行减速或停车控制,以减少损失。我国部分高速铁路在建设过程中,已经预先设置了地震监测模型,以备地震预警使用,但我国在地震预警方面的研究刚刚起步,可参照的经验较少,相关参数如地震预警阈值等的合理性有待进一步的研究和验证。高速铁路地震预警系统主要包括3方面的内容:第一是预测预警目的地的地震动强度,主要涉及利用早期监测到的较小的先达地震动预测预警目的地后续破坏性地震动的大小;第二是确定地震作用时目的地的地震动预警阈值,与地震作用下列车的运行安全性密切相关;第三是预警信息的传输、发布和控制方法,主要包括传输发布的技术途径、控制策略和控制方式。本文主要研究第二个问题,即高速铁路地震预警阈值的确定以及相关的地震作用下高速铁路轮轨动力响应分析等问题。主要完成工作和相关结论如下:(1)通过车辆-轨道模型振动台试验,对地震作用下车辆-轨道模型的动力响应及其脱轨机理进行分析。试验研究表明导致列车脱轨的主要原因是地震作用使轨道结构发生大幅的水平向振动,引起车轮发生水平向晃动,促使左右轮、轨交替分离,致使车辆发生侧向滚摆运动最终造成脱轨,基于上述脱轨原因,说明地震作用下除了应考虑脱轨系数、轮重减载率等脱轨评判准则外,还可以将车轮抬升量、轮轨相对位移作为脱轨评判准则;对车辆-轨道模型施加实测地震波时,将不同工况下的各轮轨动力响应指标峰值进行提取分析,发现人工波作用下的车辆-轨道模型的各轮轨动力响应值最为显著,初步推断是因为车辆-轨道模型水平向的自振频率与人工波的卓越频率最为接近,从而导致人工地震波作用下的各轮轨动力响应指标最大;对车体同时施加水平向和垂向地震波的试验结果与单独施加水平向地震波的试验结果基本一致,由此说明地震过程中,对车辆-轨道系统的动力响应影响较大的为水平向地震波,垂向地震波对其影响较小。(2)建立车辆-轨道动力学数值模型,并将车辆-轨道数值模型的分析计算结果与车辆-轨道模型振动台试验结果进行了对比分析。表明数值模拟计算结果与试验结果基本一致,表明数值模拟计算结果可靠;通过数值模拟研究了地震波频率特性对列车行驶的影响,发现当地震波的卓越频率与车体的水平向自振频率接近时容易产生共振,危害较大,因此在进行车辆轨道设计时,尽量使车体的侧滚自振频率避开低频区;当路基的高度(0～3.6m)范围内变化时,地震波对列车的车轮抬升量、轮轨水平向接触力和轮轨垂向接触力响应值的波动影响不大。(3)基于车辆-轨道动力学原理建立了考虑轨道不平顺的多刚体车辆-轨道三维有限元计算模型,分别研究了当考虑轨道不平顺时地震情况下车速对列车轮轨动力响应的影响。其中轨道不平顺主要采用美国轨道不平顺谱,采用傅里叶逆变换法对功率谱函数进行数值模拟,并利用MATLAB编写代码绘出美国六级轨道线路谱,最终通过编写ABAQUS子程序的方法实现在车辆-轨道动力学三维模型中对轨道快速施加轨道不平顺谱。计算结果表明,如果不考虑轨道不平顺,地震情况下车速的变化对车辆的轮轨动力响应影响较小,将各个曲线与静态的车辆-轨道模型振动台试验进行对比,发现其与试验结果基本吻合,说明地震作用下列车静止状态时的轮轨动力响应与列车在光滑轨道上匀速运行时的轮轨动力响应较为接近,从而可以将地震作用下列车的静止状态近似看成列车在光滑的轨道上匀速运行的状态;当考虑轨道不平顺时,地震波加速度峰值为0.1g、轨道不平顺波长范围在(0.5m～80m)、车辆行驶速度范围在100km/h到300km/h之间时,列车速度的增加虽对各脱轨指标响应峰值有一定的影响,且随车速呈线性增长趋势。当考虑轨道不平顺时,列车速度为300km/h,El-Centro地震波加速度峰值为0.04g时,车辆-轨道系统的轮重减载率即达到0.6567,超了规范中规定的轮重减载率安全限值0.65,因此可以考虑将0.04g作为高速铁路地震预警阈值。但仅通过研究一条地震波作用下的车辆轮轨动力响应是远远不够的,应该研究大量的不同地震波作用下的车辆轮轨动力响应。同时利用车辆-轨道数值计算模型,对地震情况下车辆-轨道数值模型进行动力响应计算分析,发现可以将地震作用下列车运行状态看做为列车在不平顺的轨道上运行和地震作用下列车在平直的轨道上运行这两种状态的叠加。(4)提出了确定地震预警阈值的新思路。将这

关键词：地震激励地震预警阈值车辆-轨道模型振动台试验随机振动脱轨系数轮重减载率车轮抬升量

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高速铁路车辆—轨道耦合系统动力响应分析

高速铁路车辆—轨道耦合系统动力响应分析

引用

作者：万传风北方交通大学

学位级别：硕士

在查阅了大量文献及综合高速铁路车辆、轨道相互关系的基础上,该文从系统学的观点出发,将车辆、轨道视为一整体进行动力响应分析.考虑的模型的实用性与合理性,在车辆模型方面,分别建立了轮对模型、整车垂向模型、横垂向耦合模型;钢轨视... 详细信息

在查阅了大量文献及综合高速铁路车辆、轨道相互关系的基础上,该文从系统学的观点出发,将车辆、轨道视为一整体进行动力响应分析.考虑的模型的实用性与合理性,在车辆模型方面,分别建立了轮对模型、整车垂向模型、横垂向耦合模型;钢轨视为由轨枕承的Euler梁,其与轮对这间的作用力应用Hertz接触理论及里面滑理论,轨道结构由三层离散的质量-弹簧-阻尼体系构成.运用D\'Alembert原理列出系统方处理品来进行求解.该文通过Fortran编程实现了各模型,计算了低接头、车轮疤、轨道随机不平顺、空吊板形式下车辆、钢轨、轨枕、道床的受情况,主要表现在振动特征量的加速度、速度、位移及动轮重、弯曲应力等动力响应.在此基础上,通过对大量数据的统计,给出一系列计算结果,并与其它文献进行了比较,证明模型是合理而实用的在结论中给出了部分参数的分析结果和优化取值,为高速铁路的轨道设计提供了理论依据.同时也列出了未来需要改进入进一步考虑的方面.

关键词：车辆-轨道模型高速铁路动力响应耦合系统

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德国基于惯性测量的轨道缺陷检测模拟研究

引用

现代城市轨道交通 2023年第3期 110-113页

为准确快捷地检测轨道缺陷、保障铁路安全运营,德国斯图加特大学铁路和运输研究所创建车辆-轨道模型,模拟多种不同程度的轨道缺陷状态,并在模型车辆上搭载集成惯性测量系统以同时测量三轴加速度和陀螺仪角速度,然后利用连续小波变换和... 详细信息

为准确快捷地检测轨道缺陷、保障铁路安全运营,德国斯图加特大学铁路和运输研究所创建车辆-轨道模型,模拟多种不同程度的轨道缺陷状态,并在模型车辆上搭载集成惯性测量系统以同时测量三轴加速度和陀螺仪角速度,然后利用连续小波变换和袋装决策树算法对测量结果进行分析,从而显著提高轨道缺陷检测的精度。文章将对该模型及相关研究进行介绍。

关键词：铁路轨道缺陷车辆-轨道模型惯性测量加速度陀螺仪角速度连续小波变换袋装决策树算法

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浮置板轨道参数激励振动研究

浮置板轨道参数激励振动研究

引用

第九届全国振动理论及应用学术会议暨中国振动工程学会成立20周年庆祝大会

作者：李增光吴天行上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室

浮置板轨道是一种隔振性能良好的轨道形式。但是,浮置板布置的周期性和不连续性导致轨道刚度的周期性变化。当车辆以一定速度在浮置板轨道上运行时,这种刚度的周期性变化会引起系统的参数激励振动。为了研究该问题,将钢轨和浮置板视为... 详细信息

浮置板轨道是一种隔振性能良好的轨道形式。但是,浮置板布置的周期性和不连续性导致轨道刚度的周期性变化。当车辆以一定速度在浮置板轨道上运行时,这种刚度的周期性变化会引起系统的参数激励振动。为了研究该问题,将钢轨和浮置板视为模态梁,垫片和浮置板弹性支承视为线性弹簧-阻尼器;车辆采用考虑二系悬挂的1/8车辆模型,建立了车辆-浮置板轨道耦合动力学模型。应用该模型分析了浮置板轨道的参数激励振动及影响因素。计算结果表明,振动的频率成分主要是车辆通过浮置板的频率及其倍频;轮轨动态作用力随着车辆速度的提高而增加;随着垫片刚度的增加而增加;但是随着单块浮置板长度的增加而减小,而当单块浮置板长度超过一定数值后,这种减小效果不明显。

关键词：浮置板轨道参数激励振动车辆-轨道模型轮轨作用

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