有砟軌道TQI關鍵參數(shù)對高速行車的影響研究.pdf

1、有砟軌道由于鋪設簡便、造價低廉、易于維修，在高速鐵路中廣泛應用。在列車和環(huán)境荷載作用下，散體道床的劣化導致軌道幾何難于保持，形成軌道不平順。軌道不平順是車輛-軌道系統(tǒng)的激擾源，直接影響輪軌相互作用及列車的安全平穩(wěn)運行。軌道質量指數(shù)TQI是評價軌道質量狀態(tài)的重要指標，開展有砟軌道TQI關鍵參數(shù)對高速行車的影響研究，對于指導我國高速鐵路養(yǎng)護維修、提高行車的安全性和平穩(wěn)性有重要的現(xiàn)實意義和應用價值。
　　本文以高速鐵路有砟軌道為研究對象

2、，基于車輛-軌道耦合動力學理論，應用多體動力學軟件SIMPACK和有限元軟件ABAQUS協(xié)同仿真，建立了高速鐵路車輛-軌道剛柔耦合精細化動力學模型，對軌道單一不平順、復合不平順和隨機不平順對高速行車的影響進行了研究。本文的主要研究工作及成果如下:
　　(1)建立了超長線路車輛-軌道剛柔耦合協(xié)同仿真精細化動力學模型
　　基于車輛-軌道耦合動力學理論，采用多體動力學軟件SIMPACK建立了車輛系統(tǒng)剛體模型，借助有限元軟件ABAQ

3、US建立了有砟軌道實體模型，通過剛柔耦合實現(xiàn)多軟件協(xié)同仿真，建立了軌道不平順作用下的超長線路車輛-軌道剛柔耦合精細化動力學模型，并驗證了模型的可靠性。
　　(2)揭示了有砟軌道TQI關鍵參數(shù)對高速行車的影響規(guī)律
　　基于所建立的車輛-軌道空間耦合動力學模型，研究了高低、軌向、水平、軌距、扭曲等TQI關鍵參數(shù)不同波長、不同幅值及不同車速下對高速行車的影響規(guī)律，并對各單一不平順對高速行車的動力學影響進行了對比分析，提出了高速鐵路

4、有砟軌道幾何不平順管理標準建議值。
　　(3)分析了軌道復合不平順對高速行車的動力學影響特性
　　在軌道單一不平順對高速行車影響的研究基礎上，研究了軌向-水平、軌向-高低、軌距-水平、軌距-高低等多種軌道復合不平順形式對高速行車的影響規(guī)律。研究表明，復合不平順對高速車輛動力學性能的影響隨著復合不平順幅值組合的增大而增大，隨著復合不平順波長的增大而減小。
　　(4)探討了軌道隨機不平順激擾下高速車輛的動力學特性
　

5、　基于對國內外軌道譜的對比分析，將德國低干擾譜和國內某些有砟高速線路實測軌道不平順作為隨機不平順研究對象，利用所建立的車輛-軌道耦合動力學模型，探討了軌道隨機不平順對高速行車的影響特性，結果表明列車在軌道隨機不平順的激擾下具有明顯的隨機振動特性。
　　本文基于車輛-軌道耦合動力學理論，通過建立的超長線路車輛-軌道耦合動力學模型，揭示了有砟軌道單一不平順、復合不平順、隨機不平順作用下的高速車輛的動力學特性，提出了高速鐵路有砟軌道幾何