不同轨道支承下地铁引起的地面振动分析

为了研究不同轨道支承在地铁减振中的作用,测试了三种轨道支承下地铁引起的地面竖向振动加速度.对其进行时程与三分之一倍频程分析,总结地面振动与轨道支承方式以及列车速度间的变化规律.研究表明,不同轨道支承的减振效果与其自身竖向刚度有关;不同车速对地面振动的VL zmax影响很小.本研究对于轨道支承在地铁减振中的使用具有理论指导意义.     

基于落锤激励的某新型减振扣件减振性能分析

采用落锤激励,对某新型减振扣件进行现场测试,从传递率、传递损失率、传递损失及Z振级等四个方面对其减振性能进行分析。结果表明,在4~200 Hz范围内,传递率基本都在2.5%以下;传递损失率基本都在97.5%以上;传递损失基本都在32 dB以上;道床垂向振动加速度经过计算后,其Z振级为86.15 dB;跟普通减振扣件相比,新型扣件的综合减振性能有了明显地提高。试验表明,落锤激励法操作方便,行之有效,是测试扣件减振性能的优良方法。     

地铁列车引起的振动对城市敏感建筑结构的影响

以某相对地铁线路水平距离较近的市级文物保护敏感建筑为研究对象,设线路时速70km／h,分析地铁列车运行时产生的振动对该建筑结构的动力影响。针对整体道床和橡胶减振垫浮置板道床,建立车辆-轨道耦合模型,采用Newmark方法计算列车载荷;建立轨道-土层耦合模型,利用有限元方法分析地铁列车引起的振动在地表面的传播特性,并计算地铁列车振动对敏感建筑结构及周围环境的影响。研究结果表明:采用整体道床时,敏感点的垂向Z振级和敏感建筑结构的水平速度都大于标准值;采用橡胶减振垫浮置板道床时,敏感点的垂向Z振级和敏感建筑结构的水平速度都低于标准值;同时说明橡胶减振垫浮置板道床具有很好的减振效果。     

不同岩层地质条件下地铁振动传递特性研究

为研究海滨城市地质特性对地铁振动传递的影响,选取海滨城市远海区域和近海区域2种典型地质条件下地铁线路断面,分别对地铁隧道内隧道壁和距离隧道中心线0、15和30 m的地表进行振动测试与分析,发现远海区域地铁在低频和高频区段对振动波有较大的衰减作用,地铁在地层中振动的损失波峰位于200 Hz;近海区域地铁的高频振动衰减低于低频振动衰减,地铁在地层中振动的损失波峰位于4 Hz.指出远海区域的减振措施设计应重点考虑中频10~100 Hz的振动,而近海区域的减振措施设计应重点考虑高频100~200 Hz的振动.研究结果对海滨城市地铁线路规划和减振措施选择具有重要指导意义.     

地铁车辆段上盖建筑道砟垫减振机理与效果

为了分析道砟垫对上盖建筑的减振效果,对杭州市某地铁车辆段咽喉区、试车线碎石道床(含道砟垫)轨道和上盖建筑振动响应进行现场测试.考虑桩与土体的相互作用,建立列车-轨道-土体-桩-上盖建筑三维全耦合动力学模型,揭示了车辆段列车引起上盖建筑振动传播的规律以及道砟垫对上盖建筑减振的机理,分析不同车速下道砟垫刚度对减振效果的影响.结果发现,上盖建筑底层振动主频为40～80 Hz,高频成分随着层高衰减明显;建筑顶层振动主频为20～40 Hz,低频成分随着层高有增大的趋势.道砟垫对上盖建筑的减振效果随着频率的增大呈整体改善的趋势,40 Hz以上的频段,结构最大插入损失可达7～12 dB.车速越高,道砟垫刚度越小,道砟垫对上盖建筑的减振效果越好.综合考虑道砟垫压缩量和减振效果,建议道砟垫刚度取值为0.012～0.024 N/mm³.     

地下铁路致建筑物内部过度振动的案例研究:实验测试和理论分析

通过分析不同速度下隧道、轨道不平顺、扣件刚度以及轨道系统和建筑物的振动,研究了由深圳地铁2号线引起荔湖新村建筑物内的过度振动.基于车辆-轨道系统耦合动力学的数值模拟证实了实验结果,并研究了合理对策.结果表明,钢轨波磨是引起过度振动的主要原因,扣件系统的垂向刚度是次要原因.通过钢轨打磨消除钢轨波磨以及更换扣件系统降低垂向...     

减振层对地铁移动荷载下环境振动影响研究

针对日益密集的轨道交通网络引发的环境振动问题,目前减振措施以轨道减振为主,而传播途径上的减振措施,因施工条件制约,其应用受到局限。由于设置减震层能有效减小隧道动力响应,故文章从结构减振的角度,探讨"围岩-初衬-减振层-二衬"的减振模式,基于荷载-结构法原理,探究泡沫混凝土、沥青、橡胶3种减振材料作为减振层的减振效果。结果表明:加设减振层能有效减小隧道衬砌结构、地层、地面的振动响应,使地面Z振级符合标准限值,泡沫混凝土层对地面振动放大效应衰减幅度最大,达9.5%,对30~80Hz频段的减振效果最明显,在实际工程中可以考虑加设泡沫混凝土层作为有效减振措施。     

高阻尼机床主轴的研制及其减振性能试验

本文对一种新型的高阻尼机床主轴的结构和减振性能进行了研究。在保持机床主轴原有结构基本不变的前提下,在主轴上和箱体孔内加上阻尼圈,阻尼圈内充满高阻尼减振材料。动态试验表明,该装置能明显地减小机床主轴的振动。     

某城市地铁振源系统参数影响预测

为了研究正在建设的某城市地铁振源系统,根据地铁拟采用的车型、块下胶垫和扣件等参数,建立车轨垂向耦合振动模型。计算车体、轮对和道床的垂向最大振动加速度,分析车体运行的平稳性及振源的减振效能。结果表明:该城市地铁拟采用的振源系统具有良好的减振效能;A型车车体运行平稳性优于B型车;低速时,参数的选取对振源系统的减振效能没有明显影响,随着车速的增加,减振效能呈降低趋势且不同参数间差距扩大,但当车速大于60 km/h时,减振效能趋于稳定;对减振效能的贡献,扣件最大,块下胶垫的阻尼其次,而A、B型车体和块下胶垫的刚度影响则不明显。     

地铁沿线砖混结构房屋喷射GFRP的减振研究

为改善地铁周边振动环境和提高人们的生活环境质量,对砌体墙喷射玻璃纤维聚合物(GFRP)进行了试验研究和数值模拟.结果表明,喷射GFRP可以提高开裂荷载、极限荷载、极限位移和延性等,其中砌体墙弹性阶段刚度有明显提高,同时建立了砖混结构房屋外墙喷射GFRP的有限元模型,并分析了在列车荷载作用下的动力响应.结果表明:最大Z振级减小量可达2.694 dB,具有良好的减振效果,是一种合理有效的减振措施.     

约束阻尼结构约束材料优化选择研究

在自由阻尼结构的基础上,建立了约束阻尼结构的振动方程并对方程进行求解.对比约束阻尼结构和自由阻尼结构的振动特性,证明了附加一层约束层可大大提高结构的损耗因子.研究了约束层材料力学性能参数对结构振动特性的影响,结果表明约束层弹性模量对结构振动特性影响较大,材料优化选择的结果也与工程实际中应用的材料基本一致,研究结果可对结构阻尼减振设计时约束材料的选择提供理论支持.     

城市地铁地下轨道振动对周边建筑的影响分析

结合实际地铁运营期间普通整体道床、纵向轨枕减振道床的钢轨、道床、隧道壁监测点及周边建筑物在轨道不同距离监测点的典型时域波形图和频率域谱图,首先依据实际监测数据计算普通整体道床轨道与纵向轨枕轨道之间各个监测点的铅垂向计权网络最大Z振级(VLZmax),分析普通整体道床轨道与纵向轨枕轨道之间钢轨、道床、隧道壁各测点的振动最大振级差值,充分阐述纵向轨枕轨道的减震效果;然后对普通整体道床周边建筑物不同监测点的最大Z振级进行计算,确定最大Z振级范围,判定其值是否已经超过规范要求及与地铁运营轨道振动的相关性,提出减震措施建议;最后对采用纵向轨枕减振道床减震措施处理后的周边建筑物监测点进行二次监测,得到的最大Z振级监测数据均在规范允许范围以内,认识到轨枕减振道床减震技术对于易发生共振的临近建筑物减震效果最为明显。     

减震沟减震的数值模拟

减震沟是降低爆破地震效应的重要措施. 通过数值模拟,比较了有无减震沟时的峰值震速分布和开挖面与减震沟距离变化时质点的峰值震速衰减规律,对比分析了不同深度、不同宽度减震沟的减震效果以及减震沟与炮孔相对深度不同时的减震效果. 结果表明:开挖面距离减震沟越近,减震效果越好;在保护区侧,减震沟附近,由于减震沟的屏蔽作用,存在一个震速很小的区域;减震沟的减震效果随减震沟深度的增加而增加,而减震沟的宽度变化对减震意义不大.     

约束阻尼混凝土板在汽机基础中间平台中的应用

根据汽轮发电机组的运行经验,中间平台的振动经常明显大于顶板的振动,减小中间平台的振动是工业环境振动控制的一个新课题.为了使汽轮发电机基础中间平台的振动有较明显的改进,进行了新型吸能的阻尼材料与混凝土相结合的复合板——约束阻尼混凝土板的研究工作.通过振动及噪声的对比试验,得出约束阻尼混凝土板与普通板的模态阻尼比相比,其值的变化随频率的不同而不同;约束阻尼混凝土板的阻尼效果与板的振动型式有着密切的关系;阻尼层板和普通板相比,有一定的降噪效果,最高可降噪15dB.证明该技术对管道传递到平台上的振动及其激发的噪声可以起到减振降噪作用,为今后在动力基础工程中推广应用新型减振降噪材料进行了有益的尝试.     

氧化锌晶须/环氧树脂复合材料减振性能

对氧化锌晶须／环氧树脂复合板材减振阻尼特性进行了研究分析。自由振动实验表明,渗入氧化锌晶须的环氧树脂阻尼效果明显,阻尼系数随晶须渗入量增加呈线性关系。分析认为,氧化锌晶须渗入在复材中将形成微观的阻尼结构,起到降低固有振动频率和增大衰减率的作用。     

敷设约束阻尼薄壁圆柱壳的振动特性

为分析约束阻尼对薄壁圆柱壳振动特性的影响,应用哈密顿原理结合瑞利-李兹法求解敷设约束阻尼圆柱壳的动力学方程.得出自由振动时的固有频率、损耗因子的计算公式;应用模态叠加法计算圆柱壳上任意一点的频率响应.提出能量耗散系数,将其作为阻尼效果的评价标准,用来分析约束阻尼结构各参数对阻尼效果的影响,并与损耗因子进行比较.结果表明:约束阻尼可以有效地抑制薄壁圆柱壳振动的传递;在指定频带范围内能量耗散系数能够作为阻尼效果的评价标准;阻尼材料阻尼系数、约束层弹性模量、约束层厚度、阻尼层厚度均会对阻尼效果产生影响.     

Resonance and Bifurcation of Fractional Nonlinear Systems with Power Damping Term for Robot Grinding

A fractional nonlinear system with power damping term is introduced to study the forced vibration system in order to solve the resonance and bifurcation problems between grinding wheel and steel bar during robot grinding. The robot, grinding wheel and steel bar are reduced to a spring-damping second-order system model. The implicit function equations of vibration amplitude of the dynamic system with coulomb friction damping, linear damping, square damping and cubic damping are obtained by average method. The stability of the system is analyzed and explained, and the stability condition of the system is proposed. Then, the amplitude-frequency characteristic curves of the system under different fractional differential orders, nonlinear stiffness parameters, fractional differential term coefficients and external excitation amplitude are analyzed. It is shown that the fractional differential term in the dynamic system is the damping characteristic. Then the influence of four kinds of damping on the vibration amplitude of the system under the same parameter is investigated and it is proved that the cubic damping suppresses the vibration of the system to the maximum extent. Finally, based on the idea that the equilibrium point of the system is the constant part of the Fourier series expansion term, the bifurcation behavior caused by the change of damping parameters in linear damping, square damping and cubic damping systems with different values of fractional differential order is investigated.     

双塔电压发生器地震反应分析的Rayleigh阻尼矩阵

电压发生器设备因具有长细比大、重心高、阻尼比小等特点,十分不利于抵御水平地震作用或强风作用.为了研究此类结构在地震反应分析中阻尼矩阵的建模问题,以明置于室外地表的某双塔电压发生器为例,分析了结构的动力特性,并计算和讨论了结构在Taft波、El-Centro波和宁河波作用下,采用不同Rayleigh阻尼矩阵建模时的结构动力反应.计算结果表明:不同Rayleigh阻尼矩阵比例系数的选取,对结构的动力反应计算结果的正确性产生很大影响.因此应综合考虑地震波的频谱特性和结构的自振特性选取两阶自振频率,从而使得计算结果更加接近真实解.     

聚氨酯-橡胶复合阻尼材料减振优化设计

隔离自由阻尼是在传统的自由阻尼结构上建立起来的一种减振处理方法。本文以隔离自由阻尼理论为基础,提出以硬质聚氨酯泡沫作为隔离层、橡胶为阻尼层制备成用于抑制结构振动的聚氨酯-橡胶隔离复合阻尼材料。利用模态叠加原理和Lagrange方程,在考虑阻尼层剪切变形的基础上,推导出了隔离自由阻尼悬臂梁的控制方程。在钢板悬臂梁上敷设隔离层与阻尼层厚度比值为1～3以及具有分段式隔离层的聚氨酯-橡胶复合阻尼材料,并通过单点锤击实验从幅频曲线、复合损耗因子、模态频率等方面对悬臂梁模型的减振性能进行了对比分析。结果表明：隔离层与阻尼层的厚度比值由1增加至3时,模型的振动响应峰值降低了13%～62%,同时损耗因子明显升高;当厚度比超过1.5时,材料对模型低阶模态的减振效果持续提高,而高阶模态的减振效果趋于稳定;分段式隔离层的设计降低了隔离层的抗弯刚度,扩大了阻尼的层的处理面积,模型振动响应峰值降低了27%以上,且并未显著增加阻尼处理的附加质量。研究结果揭示出：在聚氨酯-橡胶隔离复合阻尼材料的阻尼层厚度不变的情况下,增大隔离层与阻尼层的厚度比有助于提高复合阻尼材料的减振性能;分段式隔离层的设计在此之上能够进一步改善复合材料的阻尼性能。     

金属塑性流动过程界面阻尼特性对系统动力学的影响

测试平整机的振动结果表明 ,其振动的主要成分是自激振动 ;对平整机轧制界面的摩擦学、阻尼特性及自激振动机理进行了理论建模与分析 ,自激振动的根源在于轧制界面的负阻尼特性 ,而负阻尼的产生则源于轧制界面的粘滑状态与部分弹流膜作用的存在。轧制界面的阻尼特性对系统动力学有重要的影响。