【博士】鐵路有砟軌道下沉及高低不平順發(fā)展預測研究【2008】

內(nèi)容簡介

　　學科專業(yè)：車輛工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：西南交通大學　　學位年度： 2008年　　本文在簡要概述國內(nèi)外鐵路軌道維修管理狀況、軌道管理基礎理論研究與應用系統(tǒng)開發(fā)以及車輛一軌道耦合動力學研究歷史和現(xiàn)狀基礎上，針對鐵路車輛、軌道、線路基礎間的動態(tài)相互作用問題，提出將車輛一軌道耦合振動系統(tǒng)與軌道下沉變形相結合，以車輛動力學、軌道動力學、軌道下沉變形機理為基礎，應用計算機數(shù)值仿真方法研究鐵路軌道在車輛移動荷載作用下的下沉變形以及由此產(chǎn)生的軌道不平順動態(tài)變化，預測軌道不平順發(fā)展的研究思路。軌道累積下沉計算模型與車輛一軌道耦合振動模型是軌道累積下沉及不平順發(fā)展仿真預測的基礎。為此，本文總結分析了國內(nèi)外現(xiàn)有軌道下沉模型及其特點，為選擇合適的模型作為仿真分析之用奠定了基礎?！　≤壍啦黄巾槹l(fā)展是衡量軌道下沉破壞的重要指標之一。本文對軌道不平順含義、分類及軌道不平順有關特性闡述基礎上，著重總結了軌道不平順管理標準、不平順發(fā)展預測兩方面的研究狀況及存在的問題。在對國內(nèi)外軌道高低不平順發(fā)展預測研究方法總結基礎上，提出了基于軌道下沉和軌面高低不平順發(fā)展間關系的高低不平順發(fā)展預測模型?！　』谲囕v一軌道耦合動力學理論思想，建立了具有二系懸掛的整車車輛一軌道垂向耦合動力學模型。模型中軌道采用三層彈性離散點支承梁模型，能充分反映道床的動力影響和模擬道床板結、軌枕空吊等局部動力性不平順的影響。通過仿真算例，驗證了車輛．軌道垂向耦合動力學模型和仿真程序的正確性?！　』诰V線K80+000～K160+000區(qū)間軌道不平順動態(tài)檢測數(shù)據(jù)，應用數(shù)理統(tǒng)計方法，對軌道動態(tài)不平順進行了統(tǒng)計分析。以高低不平順為例，研究了軌道不平順的概率分布特征。分析了軌道不平順區(qū)段最大值和區(qū)段標準差問相關關系以及不同單元區(qū)段劃分長度對兩者相關關系的影響。再現(xiàn)了實際軌道不平順發(fā)展變化規(guī)律，分析了不同軌道結構條件、線路基礎條件以及運營條件對軌道不平順狀態(tài)、概率分布及其發(fā)展變化的影響。在上述統(tǒng)計分析基礎上，分析討論了基于不平順概率分布特征的不平順發(fā)展統(tǒng)計預測方法，比較了幾種統(tǒng)計預測模型的預測效果和預測精度，分析了狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣法在不平順發(fā)展預測方面的應用。根據(jù)軌道狀態(tài)發(fā)展變化規(guī)律，建立了軌道狀態(tài)長時性發(fā)展預測模型，通過算例，分析了預測模型的可行性?！　密壍绖討B(tài)下沉研究方法，通過將車輛．軌道垂向耦合動力學模型、軌道下沉模型和高低不平順發(fā)展模型相聯(lián)系開發(fā)仿真程序，分析了有砟軌道動態(tài)下沉特性，探討了有砟軌道下沉主要影響參數(shù)，提出在有砟軌道結構設計中要考慮軌道下沉變形影響?！　≤壍览鄯e下沉和高低不平順發(fā)展間存在一定關系。以既有線軌道結構參數(shù)、運營條件為仿真參數(shù)，利用仿真分析程序，分析了實際線路軌道不平順發(fā)展狀況和發(fā)展變化規(guī)律，并與實測狀況進行了對照，驗證了仿真預測方法的可行性。　　

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