轨道减振措施及研究现状

为了削减轨道交通的振动影响,轨道减振措施不断发展。轨道交通众多减振措施具有不同的减振性能,主要包括钢轨减振、扣件减振、轨下基础减振等,在国内外已有大量应用。国内外学者分析研究了各减振措施的减振性能、参数影响及减振措施间的相互组合,有助于轨道减振结构的优化,提高轨道减振效果,改善轨道沿线环境。     

移动荷载作用下TI饱和半空间动力响应分析

列车运行产生的周围地基振动对列车运行安全以及周边环境振动有着重要的影响,其实质是移动荷载产生的应力波在地基中的传播问题。基于Biot流体饱和多孔介质模型,给出了移动荷载作用下横观各向同性（transversely isotropic,简称TI）饱和半空间动力响应的求解方法。首先,将Biot方程转换到频率 波数域中,通过坐标变换将方程解耦为平面内部分和出平面部分;其次,通过势函数方法求解平面内和平面外波动方程;最后,将移动荷载代入,其解可表示为对频率和单一波数的双重Fourier积分。与已有文献的结果进行了比较,验证了方法的正确性。开展了数值计算分析,讨论了荷载移动速度和TI介质参数等对半空间动力响应的影响,研究结论为列车荷载诱发复杂场地的振动控制技术提供了一定的理论依据。     

地铁浮置板轨道结构隔振研究进展

从地铁轮轨之间的相互作用分析了激振源以及激振力表达模型和施加方式,在阐述浮置板轨道隔振原理、分析橡胶支承浮置板和钢弹簧支承浮置板基本结构的基础上,剖析了基于集总参数模型、连续弹性支承模型、连续弹性点支承模型的浮置板轨道隔振系统动力学建模方法。从动力学性能、模态分析、隔振性能3个方面阐明了浮置板轨道的动态响应性能。针对浮置板轨道隔振存在的主要问题,指出基于可调刚度、阻尼的隔振器参数优化与(半)主动隔振控制技术是其发展的方向。     

钢弹簧浮置板轨道结构的动力特性分析

利用ANSYS软件，建立了浮置板轨道系统的有限元模型。采用Newmark时间积分方法，模拟了列车荷载作用下，浮置板轨道结构的瞬态响应。分析表明，浮置板轨道的隔振效率远优于普通板式轨道，弹簧隔振器的刚度、阻尼等参数对浮置板的振动特性影响较大。     

移动荷载作用下夹层板的动力学响应仿真分析

应用层合板理论将夹层板等效为一个正交各向异性板,分别计算出了实体金属夹芯、金属泡沫夹芯、正六边形蜂窝夹芯、金属波纹板夹芯四种夹层板的等效刚度,再应用正交各向异性板理论和模态叠加原理分析了这四种夹层板在移动荷载作用下的动力学响应,并对此做了比较分析,得出移动荷载作用下正六边形蜂窝夹层板相对于其它三种夹层板更具有优越性,而实体金属夹层板是这四种夹层板中承载能力最差的.所得结果对桥梁,公路的建设具有一定的指导意义.     

市域快线现浇钢弹簧浮置板轨道动力性能研究

为了验证长度为25 m现浇钢弹簧浮置板轨道在市域快线轨道交通中的适用性,基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立CRH6动车-现浇钢弹簧浮置板轨道耦合动力学模型及其数值方法.通过仿真计算,对快速行车条件下现浇浮置板道床与列车的耦合动力学性能进行仿真分析,评估长为25 m现浇钢弹簧浮置板道床高速行车的安全性、舒适性和稳定性,重...     

浮置板轨道结构类型比较及其隔振性能分析

基于双层Euler-Bernoulli梁理论,分别给出了连续现浇浮置板和轨枕板式预制浮置板轨道结构在移动荷载作用下的耦合动力学分析模型.通过Fourier变换在波数-频率域内求解频散曲线,采用围道积分法进行Fourier逆变换求得结构系统的振动响应,对两类浮置板的频散特性和隔振性能进行分析.结果表明,现浇浮置板轨道的截止频率略高于预制浮置板轨道截止频率,浮置板频散曲线的曲率与抗弯刚度成正比,预制浮置板的频散曲率基本为零.列车运行速度越高,浮置板轨道结构振动响应越大.当列车速度小于20 m/s时,速度增加对现浇浮置板响应影响并不明显,而预制浮置板振动幅值会明显增大.预制浮置板共振时结构中存在驻波,其共振幅值将大于现浇浮置板.当激励频率远离截止频率时,预制浮置板响应衰减较快,在高频激励下的响应幅值与连续现浇浮置板相差不大.     

高速列车作用下不同类型无砟轨道振动响应分析

基于不同类型无砟轨道空间振动分析模型,利用高速列车-无砟轨道系统空间振动分析理论,分别计算板式轨道、双块式轨道及博格板式轨道在高速列车作用下的空间振动响应,分析比较系统振动响应随无砟轨道类型及车速的变化规律.结果表明:系统振动响应均随车速的提高而增大;在车速相同的条件下,无砟轨道类型对钢轨竖向位移、轨道板竖向位移、轨道板竖向加速度、轮轨竖向力、脱轨系数及轮重减载率等响应影响较大,对其他振动响应的影响不甚明显;相对而言,博格板式轨道动力特性最好,其次为双块式轨道,板式轨道的动力特性最差.     

岩溶地区动力荷载下新建隧道的动力响应分析

针对岩溶地区动力荷载下新建隧道的动力响应进行研究,基于Abaqus有限元软件,建立了地下移动荷载作用下的溶洞-衬砌-隧道三维耦合模型.对比分析了无荷载、集中静荷载和集中移动简谐荷载下的地下隧道动应力响应,研究了地下移动荷载作用下溶洞与隧道边距和溶洞尺寸的影响.     

基于振幅放大机制的周期钢弹簧浮置板轨道结构低频振动控制

钢弹簧浮置板轨道结构因其具有良好的减隔振性能在城市轨道交通中应用广泛,但对于20 Hz以下的低频振动,尤其是人体敏感频率范围内(4～8 Hz)的隔振效果并不理想。鉴于此,引入振幅放大思想,设计了一种杠杆式隔振器,用于有效提升钢弹簧浮置板轨道在人体敏感频率范围内的隔振效果。基于钢弹簧浮置板轨道结构的周期性特征,采用能量泛函变分法并结合人工弹簧技术建立了配置有杠杆式隔振器的周期性钢弹簧浮置板轨道结构带隙特性分析模型;以带隙特性作为评价指标,从研究振动波传递的角度出发,系统地分析了配置有杠杆式隔振器的钢弹簧浮置板轨道结构中弯曲振动波的传递路径特征,验证了杠杆式隔振器对轨道结构中低频弯曲振动波的调控作用。在此基础上,进一步考虑列车荷载的作用,分析验证了动态轮轨力作用下杠杆式隔振器的低频隔振性能以及对轨道结构动力响应的影响。结果表明：杠杆式隔振器对浮置板轨道的低频弯曲波调控效果明显,由0～9.6 Hz成功调控至4 Hz以下;与普通浮置板轨道相比,4～8 Hz范围内传递至下部基础的力大幅度衰减,最大衰减约20 dB,同时,杠杆式隔振器对轨道结构的振动也有一定的抑制效果。     

梁桥上移动荷载识别中的测点优化

基于空间梁格模型.识别得到了梁桥上作用的移动荷载.依据MAC矩阵准则(模态置信准则),采用逐步积累法,对荷载识别中的测点进行了优化布置.数值仿真计算中,对一单箱三室连续箱梁桥上的车桥相互作用力进行了识别.结果表明,测点优化措施可提高识别的精度和效率,降低识别结果对车辆偏心距的敏感性.     

轴向运动Timoshenko梁固有频率的求解方法研究

研究两端铰支边界条件下Timoshenko模型轴向运动梁的横向振动问题,分别利用复模态分析方法和Galerkin方法求解系统的固有频率;讨论轴向运动梁前两阶固有频率随轴向运动速度的变化情况;最后给出数值算例,分析复模态分析方法、二阶Galerkin截断和四阶Galerkin截断方法对固有频率结果精确度的影响.     

移动质量激励下梁动态响应分析与试验研究

以移动质量激励下的梁为研究对象,建立了移动质量-简支梁和移动质量-悬臂梁耦合振动模型.考虑了移动质量的重力、Corilous加速度和惯性加速度对梁横向振动的影响,利用得到的级数解编制程序分析了移动质量参数变化对梁动态响应的影响.建立了移动质量激励下的梁动态响应试验平台,通过试验得到了各种规格质量块以不同运动速度激励作用下的梁动态响应曲线.试验结果表明了移动质量激励下梁动态响应模型的正确性.     

力矩载荷下的柔顺机构2R伪刚体动力学模型

柔顺机构的研究在结构学及运动学方面取得了大量成果,但是在动力学方面的成果却很少。本文首次以柔顺杆为研究对象,建立其在力矩载荷下的2R伪刚体动力学模型,并应用拉格朗日方程推导出动力学方程,进行了动力学响应分析,给出了相应的动态位形图。同时与1R伪刚体动力学模型做比较,从方程、响应曲线等方面分析2R伪刚体动力学模型的特点,表明此模型的优越性。     

在役作业井架安全承载能力评价方法研究

针对在役作业井架的结构特点,采用三维空间梁单元模拟井架各杆件,采用单轴向受拉杆单元模拟绷绳,建立井架-绷绳模型。考虑常见的几种损伤形式,推导了等效处理关系式。开展了必要的加载试验,并与实测数据相结合对该井架安全承载性能进行了评定。结果表明：应用该方法可以确定井架的薄弱部位、安全承载能力,为在役作业井架承载能力的预测和评价提供有价值的建议,适于工程应用。     

受均布荷载作用五等跨等截面铰接梁内力和挠度方程及其计算系数表

本文推导了在均布荷载作用下,五等跨等截面铰接梁的内力和挠度方程,给出了内力和挠度最大值计算式,编制了内力和挠度计算系数表,可便捷地应用于工程结构计算。     

并联焊头机构运行曲线的优化

建立了并联焊头机构的运动学方程,采用S型速度控制曲线,对焊头的运行轨迹进行了优化,得出了焊头的最优运行曲线.仿真结果显示:采用所选择的速度控制曲线时,焊头的加速度、速度和位移曲线比较平滑,机构运行平稳,冲击、振动较小,满足焊头的工作要求.     

柔性机器人协调操作柔性负载的动力学模型

从柔性机器人协调操作的本质特性出发 ,巧妙采用机器人与负载的有限元模型 ,以主臂抓持梁为位形基准 ,首次建立了柔性机器人协调操作柔性负载系统的运动学协调约束条件 ,导出了其系统动力学方程 ,并成功的给出了两 3R柔性机器人协调操作一柔性梁负载的仿真算例。     

装载机工作装置载荷识别模型与载荷测取方法

为了研究装载机铲装作业时所受外载荷大小及变化特性,根据铲斗铰点力与斗尖力关系建立工作装置外载荷识别模型。以国产LW900K装载机为试验样机,提出了三向力销轴传感器法和动臂截面弯矩法两种载荷制取方法,进行典型作业姿态下的载荷验证和铁矿粉物料下的载荷测试试验。结果表明:提出的三向力销轴传感器法和动臂截面弯矩法都能够准确获取外载荷识别所需要的铰点载荷,销轴传感器法结果精度高于动臂截面弯矩法;试验样机工作装置所受大载荷出现在物料铲掘和卸载时刻,测得卸料时的惯性冲击载荷峰值约为400kN;通过雨流计数得到外载荷合力的均值服从正态分布,幅值服从三参数威布尔分布。载荷测试和分析结果能够有效解决装载机工作装置外载荷难以获取的问题,为载荷谱编制和疲劳特性分析提供依据。     

基于ANN和动应变的梁桥移动荷载识别及试验

为了实现桥梁上车载参数的快速识别,基于欧拉梁动力解析解分析桥梁挠度和应变对移动荷载的敏感性,选择敏感性更强的应变作为输入参数,研究将人工神经网络(artificial neural networks,简称ANN)用于识别梁桥移动车载的理论和方法。对简支梁桥在移动车载作用下的动应变响应进行理论分析及数值模拟,选取不同工况下的模拟数据对网络进行训练,分析激活函数组合和训练方法对网络精度的影响及噪声水平对动荷载工况下正确识别率的影响。通过车-桥模型动力试验验证该方法的合理性和可用性。结果表明,不同激活函数组合对识别结果影响较小,而不同的训练算法对识别结果影响较大,在应用神经网络识别桥梁移动荷载时,可以通过桥梁的动应变,对车辆的位置、速度和动荷载进行识别。