鋼軌波磨對地鐵車輛振動及構架動應力影響研究.pdf

1、隨著地下鐵路快速發(fā)展，地鐵線路出現(xiàn)了一系列的鋼軌波浪形磨損現(xiàn)象。鋼軌波磨可能引起輪軌系統(tǒng)激烈振動，過大的沖擊加速度還可能造成螺栓松動、電機振動加劇、軸承提前破損甚至發(fā)生關鍵零部件瞬間沖擊斷裂。這對車輛運用成本和安全帶來了巨大風險;另外，過大的振動和輪軌尖嘯噪聲影響了旅客乘座舒適性。
　　有鑒于此，本文首先介紹了課題的研究背景以及發(fā)展現(xiàn)狀，明確了研究方法及目標;然后從車輛運用安全性的角度出發(fā)，一方面引入柔性化構架，在建立剛柔耦合車輛

2、系統(tǒng)動力學模型基礎上，加入合適的軌道激勵，采用數(shù)值計算方法獲得鋼軌波磨與車輛各部位振動加速度及構架關鍵部位動應力的對應關系，分析不同軌道激勵和速度對車輛各部位垂向振動和構架動應力的影響。另一方面采用現(xiàn)場試驗方式，測試車輛各部位垂向加速度和關鍵受力部位動應力，并與數(shù)值計算結果進行對比分析，獲得鋼軌波磨激勵對車輛各部位垂向加速度以及構架動應力影響特性。
　　本文通過有限元軟件ANSYS以及動力學仿真軟件SIMPACK的有效結合，完成了

3、剛-柔耦合的車輛系統(tǒng)動力學分析，研究結果表明:鋼軌波磨對軸箱等小部件垂向振動影響非常顯著，對構架垂向振動影響也很明顯，并且鋼軌波磨波深增大，垂向振動明顯增強;波磨對車體垂向振動和構架側梁動應力的主要影響是疊加了很多小幅值高頻次的加速度或者動應力，但對其最值或幅值影響不明顯;在50mm波長的波磨與四級譜共同作用下，軸箱以及構架垂向振動加速度最值在車輛行駛速度達到18m/s之前會隨速度提高而不斷增大，但于18m/s之后相對達到穩(wěn)定;車體垂向

4、振動加速度最值以及構架側梁動應力幅值則會隨著速度的增大一直增大。通過數(shù)值計算與實測數(shù)據(jù)對比，得出最終結論:波磨對軸箱及構架垂向振動影響顯著，對車體垂向振動和構架側梁動應力幅值影響不大。
　　本文借助現(xiàn)場測試和理論分析手段，全面地評估鋼軌波磨對車輛關鍵部位的垂向振動以及構架動應力的影響，不僅有利于全面認識波磨對車輛影響的本質和特征，而且對保證車輛運用安全和有效地降低運營成本等，均具有重要的意義。這也為以后使用仿真手段研究鋼軌波磨問題