[博士]高速道岔軌道剛度理論及應(yīng)用研究

內(nèi)容簡介

　　高速道岔的軌道剛度是影響列車過岔舒適性，道岔振動(dòng)強(qiáng)度的重要參數(shù)，需要進(jìn)行合理設(shè)置。本文針對高速道岔軌道剛度所涉及的幾個(gè)主要問題，在參考國內(nèi)外研究情況的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了理論和部分試驗(yàn)研究，并得到了相應(yīng)的研究結(jié)論。論文主要研究工作分為以下幾個(gè)方面：　　(1)軌道剛度對高速車輛．道岔空間耦合振動(dòng)的影響分析建立了完整的高速車輛一道岔空間耦合振動(dòng)模型，在高速道岔模型中，首次將扣件剛度、道床剛度考慮成縱向可變，以便分析高速道岔軌道剛度縱向不均勻分布對高速車輛．道岔耦合振動(dòng)性能的影響。運(yùn)用所建立的高速車輛．道岔空間耦合振動(dòng)模型，分析了軌道剛度對車輛和道岔振動(dòng)性能的影響，結(jié)果表明：軌道剛度變化對高速車輛走行部分、車體及道岔的振動(dòng)具有明顯影響?！　?2)高速道岔軌道動(dòng)剛度特性及其影響因素分析　　首次建立了高速道岔軌道動(dòng)剛度計(jì)算模型和求解方法，并對高速道岔軌道動(dòng)剛度特性及其影響因素進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：有砟道岔各部分鋼軌在0"- 250Hz的頻段上出現(xiàn)3個(gè)共振峰；無砟道岔各部分鋼軌在0--一300Hz的頻段上只出現(xiàn)1個(gè)同相共振峰；扣件剛度和阻尼對道岔動(dòng)剛度的影響較大，道床剛度的影響較小。　　(3)高速道岔軌道剛度合理取值和部件剛度合理匹配研究詳細(xì)分析了高速道岔軌道剛度的組成及相關(guān)計(jì)算方法，提出了高速道岔軌道剛度合理取值的5個(gè)評判準(zhǔn)則：列車運(yùn)行品質(zhì)、道岔振動(dòng)強(qiáng)度、應(yīng)力水平、變形大小、部件剛度匹配關(guān)系。并建立了以高速車輛．道岔耦合動(dòng)力計(jì)算及動(dòng)態(tài)軌距擴(kuò)大分析為核心技術(shù)的高速道岔軌道剛度合理取值的確定方法。最后采用本文提出的高速道岔合理取值評判準(zhǔn)則及確定方法對我國客專道岔軌道剛度合理取值及部件剛度合理匹配進(jìn)行了研究，所得結(jié)論可指導(dǎo)我國客專道岔的扣件剛度設(shè)計(jì)?！　?4)高速道岔軌道剛度分布規(guī)律及影響因素分析運(yùn)用有限單元法，在考慮鋼軌類型、扣件i道床、間隔鐵和滑床臺(tái)等剛度影響因素的基礎(chǔ)上，首次建立了完整的高速道岔軌道剛度計(jì)算模型，并編制了相應(yīng)的計(jì)算程序。運(yùn)用本文建立的道岔軌道剛度計(jì)算方法，分析了我國客專道岔軌道剛度的分布規(guī)律，并對滑床臺(tái)聯(lián)結(jié)、尖軌刨切、間隔鐵傳力、扣件剛度、道床剛度等因素對道岔軌道整體剛度的影響進(jìn)行了詳細(xì)的分析，為高速道岔軌道剛度均勻化工作提供了理論依據(jù)。　　(5)高速道岔軌道剛度均勻化研究　　從剛度取值、軌道變形、工程可行性等方面首次提出了高速道岔軌道剛度均勻化準(zhǔn)則，并分析了合理設(shè)置板下膠墊剛度均勻軌道剛度的方法。詳細(xì)分析了超彈性有限元理論在膠墊剛度計(jì)算中的應(yīng)用，為板下膠墊剛度設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)；運(yùn)用本文所提出的高速道岔軌道剛度均勻化準(zhǔn)則及方法，對我國客專道岔軌道剛度均勻化進(jìn)行了研究，提出了相應(yīng)的工程方案；最后對道岔軌道剛度進(jìn)行了現(xiàn)場測試，結(jié)果不僅證明了本文提出的高速道岔軌道剛度均勻化方法合理、有效，同時(shí)還證明了本文建立的高速道岔軌道剛度計(jì)算理論的準(zhǔn)確性?！　?6)高速道岔前后過渡段剛度合理設(shè)置研究在分析高速道岔路岔過渡段結(jié)構(gòu)特性的基礎(chǔ)上，建立了高速車輛一道岔過渡段動(dòng)力分析方法，并提出了高速道岔過渡段剛度合理設(shè)置的基本原則和評價(jià)指標(biāo)，運(yùn)用本文所建立的高速道岔過渡段分析方法，對高速道岔過渡段的動(dòng)力特性進(jìn)行了深入分析，并研究了過渡段剛度差、行車方向和行車速度等影響因素對過渡段動(dòng)力性能的影響，最后對我國客專線道岔前后過渡段剛度合理設(shè)置進(jìn)行了研究，所得結(jié)論可用于指導(dǎo)我國客專道岔前后過渡段的剛度設(shè)計(jì)。

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