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提速干线有碴轨道结构刚度变化对线路垂向动力特性影响分析

专 业: 道路与铁道工程
关键词: 高速铁路 轨道刚度 有碴轨道 有限元分析 线路动力响应
分类号: U211.3
形 态: 共 122 页 约 79,910 个字 约 3.822 M内容
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内容摘要


高速铁路以其速度快、运能大、能耗低、污染轻、占地少以及安全舒适等综合优势,在世界各国得到了迅速发展.面对国内兴建客运专线、铁路提速等新情况,需要进一步研究轨道结构及线路动力响应.

本文以法国高速铁路有碴轨道为背景.首先,通过对有碴轨道各组成部分和结构总体进行分析,建立有碴轨道结构的总体有限元模型。

其次,利用有限元软件ANSYS对该模型进行垂向动力特性分析,通过比较不同速度列车动载作用下的线路动力响应,验证有碴轨道线路上列车提速至200km/h的可行性。

然后,通过轨道垫层刚度变化对线路动力特性影响的仿真分析,给出选用轨道垫层刚度的建议值。

最后,通过分析有碴轨道结构刚度突变时产生的线路动力响应,提出有碴轨道的相关养护维修建议。

本文最后总结了论文的主要研究内容,通过仿真计算结果的分析,对有碴轨道的结构设计和刚度匹配选型提出了建议,并为国内既有线提速和线路改造方面提供理论参考..……

全文目录


中文摘要
1. 绪论
1.1 选题的背景和意义
1.1.1 轶路运输在经济社会发展中的重要地位
1.1.2 铁路提速的必要性
1.1.3 国外铁路的提速概况
1.1.4 我国铁路五次提速的实施过程
1.1.5 研究轮轨动力学的必要性
1.2 国内外轨道动力学的发展研究现状国内外轨道结构和轨道力学的研究现状
2 动力有限元分析与ANSYS 软件
2.1 有限元法
2.2 有限元分析软件ANSYS 概述
2.2.1 ANSYS 的特点
2.2.2 ANSYS 分析过程
2.2.3 本文所涉及的单元简介
3 有碴轨道结构动力有限元模型的建立
3.1 轨道结构计算模型
3.1.1 轨道计算模型的发展
3.1.2 轨道动力计算模型
3.2 轨道结构的相关动力学理论
3.3 轮轨接触问题
3.4 有碴轨道结构各组成部分
3.5 ANSYS 分析模型
3.5.1 模型的基本假设
3.5.2 有限元模型的建立
4 轨道随机不平顺数值模拟
4.1 列车振动荷载产生的机理及分类
4.1.1 车轮因素产生列车振动荷载的机理
4.1.2 轨道不平顺产生的列车振动荷载机理
4.2 轨道随机不平顺的分类
4.3 国内外轨道不平顺功率谱
4.3.1 美国轨道谱
4.3.2 德国高速轨道谱
4.3.3 中国干线轨道谱
4.3.4 轨道不平顺波长分析范围
4.4 轨道不平顺的数值模拟
4.4.1 二次滤波法
4.4.2 白噪声滤波法
4.4.3 三角级数法
4.4.4 逆Fourier 变换法IFFT
4.4.5 模拟方法的比较
5 轨道不平顺和列车速度对线路动力特性影响的仿真分析
5.1 有碴轨道结构的基本计算参数
5.2 不同列车速度对钢轨动力特性的影响
5.2.1 钢轨垂向位移
5.2.2 钢轨垂向速度
5.2.3 钢轨垂向加速度
5.3 不同列车速度对轨枕动力特性的影响
5.3.1 轨枕垂向位移
5.3.2 轨枕垂向速度
5.3.3 轨枕垂向加速度
5.4 不同列车速度对道床动力特性的影响
5.4.1 道床垂向位移
5.4.2 道床垂向速度
5.4.3 道床垂向加速度
5.5 不同列车速度对路基反力的影响
5.6 不同线路不平顺对轨道结构垂向位移的影响
5.7 不同线路不平顺对轨道结构垂向速度的影响
5.8 不同线路不平顺对轨道结构垂向加速度的影响
5.9 小结
6 普通有碴轨道结构刚度变化对线路动力特性影响的仿真分析
6.1 有碴轨道结构的计算参数
6.2 线路不平顺对轨道结构动力特性的影响
6.2.1 轨道结构垂向位移
6.2.2 轨道结构垂向速度
6.2.3 轨道结构垂向加速度
6.2.4 路基反力
6.3 钢轨垫层刚度变化对线路动力特性的影响
6.3.1 钢轨垫层刚度变化对轨道结构垂向位移的影响
6.3.2 钢轨垫层刚度变化对轨道结构垂向加速度的影响
6.3.3 钢轨垫层刚度变化对路基反力的影响
6.4 轨枕垫层刚度变化对线路动力特性影响的仿真分析
6.4.1 轨枕垫层刚度变化对轨道结构垂向位移的影响
6.4.2 轨枕垫层刚度变化对轨道结构垂向加速度的影响
6.4.3 轨枕垫层刚度变化对路基反力的影响
6.5 道床刚度变化对线路动力特性影响的仿真分析
6.5.1 道床刚度变化对轨道结构垂向位移的影响
6.5.2 道床刚度变化对轨道结构垂向加速度的影响
6.5.3 路基反力道床刚度变化对路基反力的影响
6.6 不同类型钢轨对线路动力特性的影响
6.6.1 轨道结构的垂向位移
6.6.2 轨道结构垂向速度
6.6.3 路基反力
6.7 不同类型轨枕对线路动力特性的影响
6.7.1 轨道结构的垂向位移
6.7.2 轨道结构的垂向加速度
6.7.3 路基反力
6.8 小结
7 轨道结构刚度突变且有不平顺时的线路动力响应
7.1 有碴轨道结构的计算参数
7.2 钢轨垫层刚度突变时线路动力响应分析
7.2.1 钢轨垂向位移
7.2.2 钢轨垂向速度
7.2.3 轨枕垂向位移
7.2.4 道床垂向位移
7.2.5 路基反力
7.3 轨枕垫刚度突变时线路动力响应分析
7.3.1 钢轨垂向位移
7.3.2 钢轨垂向速度
7.3.3 轨枕垂向位移
7.3.4 道床垂向位移
7.3.5 路基反力
7.4 道床刚度突变时线路动力响应分析
7.4.1 钢轨垂向位移
7.4.2 钢轨垂向速度
7.4.3 轨枕垂向位移
7.4.4 道床垂向位移
7.4.5 路基反力
7.5 小结
8 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献

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中图分类: > U211.3 > 交通运输 > 铁路运输 > 铁路线路工程 > 线路理论

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