地铁线路中等减振扣件振动测试与减振效果研究

相比其他地铁线路轨道减振形式，中等减振扣件具有造价低、易于维护、方便调节轨距等优点，在地铁建设中逐渐被广泛采用。为研究中等减振扣件在行车环境中的减振性能，对某地铁安装中等减振扣件的直线断面的钢轨振动加速度、道床振动加速度、隧道壁振动加速度以及钢轨动态位移进行现场测量。测量时主要依据GB/T13441 系列标准，采用铅垂向Z振级VLZ作为评价指标，对振动加速度数据进行1/3 倍频程分析。通过与安装普通扣件直线断面的相应测量结果进行对比可知，（1）中等减振扣件可有效减小隧道壁的振动达8 dB以上。（2）通过对钢轨、道床以及隧道壁的振动测试，可知中等减振扣件具有较好的减振效果。（3）根据钢轨动态变形测试结果可知，虽然安装中等减振扣件的钢轨竖向位移、轨头横向位移、轨距变化量比安装普通扣件的有所增加，但是其增加值均在允许范围内，可以满足列车安全运营的要求。（4）研究结果对于中等减振扣件的设计以及地铁线路轨道结构设计与规划具有参考与借鉴意义。     

成都地铁钢弹簧浮置板道床减振性能分析

为评价成都地铁钢弹簧浮置道床的实际减振效果,选取线路条件基本相同的断面,分别对圆形盾构隧道直线段和曲线段的钢弹簧浮置板道床以及对应的普通整体式道床进行现场测试。在时域和频域内分析了钢弹簧浮置板道床减振段隧道壁垂向振动特性与实际减振效果。结果表明：（1）在圆形隧道直线段和曲线段中运用钢弹簧浮置板轨道均可对隧道壁振动起到很好的减振作用,隧道壁减振效果分别为22.16dB和19.15dB;（2）直线段和曲线段钢弹簧浮置板轨道的显著减振频率范围分布为25Hz~200Hz和40Hz~200Hz,但均在6.3~16Hz表现出振动放大现象。     

基于1/3倍频程与传递函数方法的地铁轨道振动规律实验对比研究

为了完善现有地铁轨道振动测试评价体系的不足之处,从而更全面地研究地铁轨道的振动传递特性.首先利用加速度传感器,以某地铁线路的减振道床和普通整体道床轨道为研究对象进行振动测试,然后采用"1/3倍频程分析"对两者的钢轨、道床、隧道壁分频振级进行对比分析,最后采用"传递函数分析"方法对振动在钢轨、道床、隧道壁的传递过程进行了...     

谐振式浮轨扣件系统在成都地铁的减振效果试验分析

为了减少因地铁列车运行时钢轨产生的振动,研发了一种改进型高刚度的谐振式浮轨扣件系统,它充分利用其谐振及弹性元件的动力吸振和隔振特点,能有效地减少钢轨及道床的振动。本文详细介绍了该系统试验中采用的轨道变形及振动、道床及隧道壁振动的测试方法,以及在成都地铁一号线路上分别采用DTVI2型扣件和谐振式浮轨扣件的减振效果。对比试验表明谐振式浮轨扣件具有较好的钢轨减振能力,取得了很好的减振及隔振综合效果,道床及隧道壁的振动水平在改进型谐振式浮轨扣件道床相对DTVI2型扣件道床降低8-9dB左右,谐振式浮轨扣件的轨道变形也满足线路安全设计标准的要求。     

基于1/3 倍频程与传递函数方法的地铁轨道振动规律实验对比研究#br#

为了完善现有地铁轨道振动测试评价体系的不足之处,从而更全面地研究地铁轨道的振动传递特性。首先利用加速度传感器,以某地铁线路的减振道床和普通整体道床轨道为研究对象进行振动测试,然后采用“1/3 倍频程分析”对两者的钢轨、道床、隧道壁分频振级进行对比分析,最后采用“传递函数分析”方法对振动在钢轨、道床、隧道壁的传递过程进行了研究。研究表明：由于不同轨道结构的基础约束存在差异,减振道床的钢轨与道床的振动响应略大于普通整体道床,而隧道壁竖向的振动响应显著低于普通整体轨道,因此减振道床的减振效果主要体现于对列车垂向振动能量的耗散。“1/3 倍频程分析”以及“传递函数分析”两者方法侧重点不同,两种方法互为补充,对于地铁轨道减振效果的分析与评估均具有十分重要的意义。通过引入“传递函数分析”对地铁轨道振动特性进行研究分析,可以更加全面地评估减振道床的减振效果。     

成都地铁钢弹簧浮置板道床减振性能分析

为评价成都地铁钢弹簧浮置道床的实际减振效果,选取线路条件基本相同的断面,分别对圆形盾构隧道直线段和曲线段的钢弹簧浮置板道床以及对应的普通整体式道床进行现场测试。在时域和频域内分析钢弹簧浮置板道床减振段隧道壁垂向振动特性与实际减振效果。结果表明:(1)在圆形隧道直线段和曲线段中运用钢弹簧浮置板轨道均可对隧道壁振动起到很好的减振作用,隧道壁减振效果分别为22.16 dB和19.15 dB;(2)直线段和曲线段钢弹簧浮置板轨道的显著减振频率范围分布为25 Hz～200 Hz和40 Hz～200 Hz,但均在6.3 Hz～16 Hz表现出振动放大现象。     

苏州轨交1号线隧道内振动传递测试与分析

在苏州轨道交通1号线滨河路至塔园路上行隧道内,采用锤击法分别测试短轨枕断面（III型减振器扣件+短轨枕式整体道床）和长轨枕断面（普通扣件+长轨枕式整体道床）钢轨上激励点至钢轨、轨枕、道床以及隧道侧壁的振动传递。测试结果表明,扣件对于钢轨振动的衰减主要体现在小于100 Hz的低频段,而轨枕对频率大于100 Hz的振动有相对好的衰减效果。对比两个断面中钢轨测点至道床的传递函数,III型减振器扣件+短轨枕式整体道床具有更好的减振效果,在40 Hz～80 Hz频段的振动峰值衰减10 dB左右。     

地铁钢轨波磨对轨道结构振动及减振特性影响

现场调查某地铁线路上普通短轨枕、先锋扣件和钢弹簧浮置板三种轨道的钢轨波磨特征,并分别进行振动测试,研究钢轨存在波磨时,三种轨道结构的振动特性及减振效果。结果表明:三种轨道结构都是内轨波磨明显,外轨表面不平顺幅值相比内轨都很小,可以忽略不计其影响;波磨主波长频率成分很容易在轨道各零部件(包括隧道壁)振动中激发出来,并且会引起较大幅值的振动;在4 Hz~200 Hz频率范围内,波磨激励下的减振型轨道依然具有良好的减振性能,但是与其最初设计用于的减振效果相比,有明显的下降;先锋扣件轨道短波长波磨会削减隧道壁在高频段的减振效果;钢弹簧浮置板轨道的波磨幅值显著,虽然对其隧道壁的减振效果影响不明显,但是会造成钢轨振动增加。     

地铁产生的环境振动及轨道结构减振分析

以南昌地铁1号线八一广场段为工程背景,对轨道-隧道-大地的三维有限元模型进行动力学分析。分别建立三种道床模型：整体道床、弹性支承块道床和钢弹簧浮置板道床。以振动加速度、1/3倍频程振动加速度级和Z振级作为评价指标,比较不同轨道结构下隧道壁及地面的振动响应。随之减振道床支承刚度的变化,分析道床的自振频率对减振效果的影响。计算表明：列车引起的地面振动主频在40 Hz附近;减振道床的自振频率对减振效果有较大影响;钢弹簧浮置板道床减振效果明显优于弹性支承块道床。     

地铁车轮多边形磨损对浮置板轨道振动特性的影响

车轮多边形磨损是地铁车辆运营过程中经常出现的现象,该现象易导致车辆和轨道结构发生异常振动。针对国内某地铁线路,在现场测试车轮多边形磨损状态基础上,通过测试对比有、无车轮多边形磨损的车辆通过地铁线路减振式钢弹簧浮置板道床段和非减振普通整体道床段时的轨道振动加速度,研究地铁车轮多边形磨损状态对轨道振动大小和减振特性的影响。结果表明：调查的地铁线路列车车轮存在13 阶～17 阶多边形磨损,其粗糙度平均水平为21.3 dB re 1 μm;当存在车轮多边形磨损的列车通过浮置板轨道时,钢轨、弹条、轨枕、道床、隧道壁测点的垂向振动加速度均方根值分别为105.09 m/s2、154.41 m/s2、13.04 m/s2、8.16 m/s2、0.028 m/s2,与无车轮多边形磨损列车通过时相比,振动水平分别增大了137.5 %、145.3 %、105.4 %、111.9 %、75.0 %。车轮多边形磨损对浮置板轨道的道床板及其以上部件振动水平的影响比对普通整体道床轨道的更显著,对浮置板轨道隧道壁振动的影响则小于对普通整体道床轨道隧道壁的影响。存在车轮多边形磨损的车辆通过浮置板轨道时,通过频率为61 Hz～104 Hz,易激发轨道的整体垂向弯曲共振模态,引起道床板振动幅值过大。在运行列车有、无13 阶～17 阶多边形磨损时,钢弹簧浮置板轨道减振量分别为29.33 dB和35.11 dB,车轮多边形磨损的存在降低浮置板轨道的减振效果。     

带阻尼吸振块梁的自由振动

本文对带阻尼吸振块梁的自由振动作了理论研究。首先根据吸振块与梁的相互作用原理建立了计算力学模型,用 Laplace 变换方法求得了任意安置 n 个不同吸振块简支梁的复频率和复模态。最后给出了计算实例并进行了讨论。     

Vibration Damping Using CCII-Based Inductance Simulators

In this paper, we present an application of second- generation current-conveyor (CCII)-based active inductance simulators to mechanical vibration damping. The oscillation amplitude of a metallic beam, which is near some resonant frequencies, can be reduced by converting mechanical energy into electrical energy through a piezoelectric transducer that is bonded to the beam. An electric circuit, which is made up of the piezoelectric transducer, a resistance, and an inductance, accomplishes the task of dissipating the energy. To this end, the natural frequency of the circuit should be close to the natural frequency of interest of the mechanical system. The high value that is requested for the inductance (thousands of Henrys) can only be achieved through an inductance-simulator circuit. In the literature, the circuit implementations of the inductance simulators are typically based on operational amplifiers, such as the Antoniou circuit. In this paper, we make use of the CCIIs, which allow us to obtain both grounded and floating equivalent inductances that work within a regulated frequency range from three to four decades. The effectiveness of the traditional inductance simulators and CCII-based simulators is discussed, comparing the responses of an experimental mechanical-electrical system, with different circuit implementations, through experimental results. The use of series-resistance compensation, which is obtained through the use of a suitable topology based on the CCIIs, in the implementation of the equivalent inductance, allows one to obtain the best vibration damping, as confirmed by measurements, for all the natural mechanical frequencies of the realized system.     

主动约束层阻尼振动控制技术现状及展望

本文在建模、控制策略,系统实现和应用等多方面对主动约束阻尼振动控制技术的历史,现状进行了分析,指出了实施主动约束层阻尼振动控制技术继续发展的技术及待解决的问题。     

Vibration Damping of Carbon Nanotube Assembly Materials

Vibration reduction is of great importance in various engineering applications, and a material that exhibits good vibration damping along with high strength and modulus has become more and more vital. Owing to the superior mechanical property of carbon nanotube (CNT), new types of vibration damping material can be developed. This paper presents recent advancements, including our progresses, in the development of high‐damping macroscopic CNT assembly materials, such as forests, gels, films, and fibers. In these assemblies, structural deformation of CNTs, zipping and unzipping at CNT connection nodes, strengthening and welding of the nodes, and sliding between CNTs or CNT bundles are playing important roles in determining the viscoelasticity, and elasticity as well. Toward the damping enhancement, strategies for micro‐structure and interface design are also discussed.

     

阻尼层厚度对结构阻尼性能的影响

通过分析比较，选用基于模态应变能理论的有限元分析方法。首先验证了方法的精确性，对于算例，前五阶结构固有频率平均误差为0.020，模态损耗因子平均误差为0.112。进而以阻尼层厚度为变量，对被动振动控制结构的两种典型形式——自由阻尼结构和约束阻尼结构，进行动态力学性能研究，研究结果表明：阻尼层厚度从0.2 mm增加到1.5 mm，两种阻尼结构的固有频率降低，损耗因子提高；相比之下，自由阻尼结构的减振性能更为依赖阻尼层厚度，即对于较小的阻尼层厚，约束阻尼结构的减振性能更为优异。     

磁悬浮分子泵的振动抑制

2000L磁悬浮分子泵研制中,遇到复杂振动问题:转子弯曲模态共振;陀螺效应造成动力学失稳;叶轮叶片导致转子颤振;成因复杂的机电耦合模态振动.它们同时出现,严重影响转子稳定性,给振动抑制带来困难,需进行精细的控制器设计.控制器中,对不同振动采用不同方法抑制:陀螺效应依靠交叉反馈控制;弯曲共振、分子泵叶轮叶片颤振及机电耦合模态振动,依靠各种不同的控制器传递函数相位整形方法.试验验证了方法的有效性,分子泵平稳升速到24000 r/min,样机达到了设计真空性能指标.     

阻尼对叶片非线性振动的影响

将叶轮机叶片简化为悬臂薄板,考虑阻尼的作用,并将叶片所处的环境噪声和空气阻力考虑为简谐载荷。基于Von-karman板的控制理论,建立了考虑阻尼的叶片振动控制方程组。选择一组满足叶片边界条件的模态函数,运用Galerkin法将方程离散,再采用多尺度法对处理后的非线性常微分方程求解。数值分析的结果表明,在线性情况下叶片振动的拍现象比非线性振动更密集,非线性振动的幅频特性曲线存在多值性和跳跃性,叶片的粘性阻尼参数对叶片非线性振动的幅频曲线有影响。     

Damping Identification of Bridges Under Nonstationary Ambient Vibration

This research focuses on identifying the damping ratio of bridges using nonstationary ambient vibration data. The damping ratios of bridges in service have generally been identified using operational modal analysis (OMA) based on a stationary white noise assumption for input signals. However, most bridges are generally subjected to nonstationary excitations while in service, and this violation of the basic assumption can lead to uncertainties in damping identification. To deal with nonstationarity, an amplitude-modulating function was calculated from measured responses to eliminate global trends caused by nonstationary input. A natural excitation technique (NExT)-eigensystem realization algorithm (ERA) was applied to estimate the damping ratio for a stationarized process. To improve the accuracy of OMA-based damping estimates, a comparative analysis was performed between an extracted stationary process and nonstationary data to assess the effect of eliminating nonstationarity. The mean value and standard deviation of the damping ratio for the first vertical mode decreased after signal stationarization.     

计算基础振幅的波动应力阻尼法

本文将弹性半无限空间视为半无限柱体,考虑了此柱体的剪应力,以简化半空间体系。利用材料试验的力学模型1得到了基础振动的波动应力阻尼理论。在特殊情况下,与山原浩的结果完全相同;但山原浩仅考虑了一种平面波效应。本文不仅考虑了纵波,同时还考虑了横波,因而其结果更加与精确的半空间理论接近,但计算仍然很简单。本文的结论可以澄清目前将山原浩法作为半空间理论体系的值得商榷的问题,也可解释用山原浩法计算所得振幅值比实测偏小的原因。