不同扣件参数对车_线_桥耦合动力学特性的影响_许孝堂
桥梁结构刚度对高速列车_轨道_桥梁耦合系统动力特性的影响_翟婉明
第３ ３卷，第１期 中国铁道科学Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．１ ２ ０ １ ２年１月 ＣＨＩＮＡ ＲＡＩＬＷＡＹ ＳＣＩＥＮＣＥ Ｊａｎｕａｒｙ，２０１２ 文章编号：１００１－４６３２（２０１２）０１－００１９－０８桥梁结构刚度对高速列车—轨道—桥梁耦合系统动力特性的影响翟婉明，王少林（西南交通大学牵引动力国家重点实验室，四川成都 ６１００３１） 摘 要：桥梁结构刚度对高速列车—轨道—桥梁耦合系统的动力学特性具有重要的影响，直接关系到桥上列车的行车安全性和运行平稳性。
基于列车—轨道—桥梁动力相互作用理论，以高速铁路常用的简支箱梁桥和双块式无砟轨道为研究对象，采用列车—轨道—桥梁动力学仿真通用软件ＴＴＢＳＩＭ２．０，研究桥梁结构刚度对高速列车—轨道—桥梁耦合系统动力性能的影响规律。
结果表明：当桥梁梁体的刚度或者桥墩的横向刚度不足时，车辆和桥梁的相关动力性能指标将随着刚度的减少而急剧增大，严重影响列车过桥时的安全性和平稳性；当梁体垂向刚度不足时，有可能会引发车桥共振现象；当桥梁结构刚度满足设计规范要求时，车桥系统动力响应指标随刚度变化不明显，此时行车速度和轨道不平顺成为影响行车安全性和平稳性的主要因素。
关键词：高速铁路；桥梁；结构刚度；列车—轨道—桥梁耦合振动；动力特性 中图分类号：Ｕ４４１．７；Ｕ２１１．５ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－４６３２．２０１２．０１．０４ 收稿日期：２０１０－０７－３０；修订日期：２０１１－１１－３０ 基金项目：国家自然科学基金重点资助项目（５０８３８００６）；国家“九七三”计划项目（２００７ＣＢ７１４７０６）；铁道部科技研究开发计划项目（２０１０Ｇ０１７－Ｅ）；优秀实验室资助项目（５０８２３００４） 作者简介：翟婉明（１９６３—），男，江苏靖江人，教授，博士生导师。
高速铁路的高速度、高舒适性、高安全性、高密度连续运营等特点对高速铁路桥梁结构的刚度提出了严格的要求。
弹性钢轨扣件轨道的轮轨作用力分析
弹性钢轨扣件轨道的轮轨作用力分析耿传智 董国宪 朱剑月(同济大学铁道与城市轨道交通研究院,200331,上海∥第一作者,副教授)摘 要 采用弹性钢轨扣件是城市轨道交通轨道减振的最基本措施。
为分析弹性钢轨扣件轨道的轮轨作用力,通过建立地铁车辆弹性扣件动力分析模型,分析了扣件刚度、列车运行速度等对轮轨作用力的影响。
对于弹性钢轨扣件的轨道结构,合理降低扣件刚度,可减小轮轨动力冲击和扣件支点反力,提高减振效果。
通过现场测试获得弹性扣件轨道的钢轨垂直力,验证了理论分析结果。
关键词 地铁,,轨道结构,轮轨作用力中图分类号 U 211.5;U213.5+3Analysis of Wheel 2track Force with E lastic R ail F astener G eng Chuanzhi ,Dong Guoxian ,Zhu JianyueAbstract Application of elastic rail fasten is the most basic method to reduce vibration of urban mass transit rails.This pa 2per sets up a dynamic analysis model of subway vehicle 2elastic fastener and analyzes the influence of fastener stiffness ,train op 2eration speed on the wheel 2track force.By obtaining the rail ver 2tical force of the elastic rail fastener track through field tests ,this paper verifies the results of the theoretical analysis.K ey w ords subway ,elastic rail fastener ,track structure ,wheel 2track forceFirst 2author ’s address Institute of Railway and Urban Mass Transit ,Tongji University ,200331,Shanghai ,China 在地铁轨道和扣件设计中,如何确定地铁列车振动荷载是一个亟待解决的问题。
高速铁路扣件的冲击响应与动力学行为
高速铁路扣件的冲击响应与动力学行为随着高速铁路网络的发展和建设，高速铁路扣件的冲击响应与动力学行为成为了重要的研究领域。
高速铁路扣件作为连接铁轨和道床的重要部件，其性能对铁路运行的安全性和稳定性具有重要影响。
本文将从动力学行为的角度探讨高速铁路扣件的冲击响应及其影响因素。
高速铁路扣件的冲击响应是指扣件在列车运行时所受到的冲击力和振动的响应情况。
这些冲击力和振动是由列车运行时车轮与轨道之间的接触导致的。
当列车通过扣件时，扣件需要承受来自车轮和轨道的冲击力，并将其传递到道床。
扣件的冲击响应会对列车的稳定性和乘车舒适度产生影响。
首先，高速铁路扣件的冲击响应与其自身的结构特性有关。
扣件通常由弹性材料制成，因此具有一定的柔性。
当扣件受到冲击力时，由于其固有的弹性，会发生形变和振动。
扣件的结构特性包括其形状、材料性质和尺寸等。
这些因素会影响扣件的刚度和阻尼特性，进而影响其冲击响应。
其次，铁轨和道床的状态也会对扣件的冲击响应产生影响。
铁轨的平整度和道床的紧固状态会直接影响冲击力的大小和传递效果。
如果铁轨存在凹凸不平的问题，会增加车轮与轨道之间的冲击力，从而加剧扣件的冲击响应。
同样，道床的松紧程度也会影响冲击力在扣件中的传递效果。
如果道床松动，冲击力会在扣件和道床之间产生相对滑动，加剧扣件的振动和损坏。
此外，列车的运行速度和质量也是影响扣件冲击响应的因素之一。
高速铁路列车的运行速度较快，因此车轮与轨道之间产生的冲击力也较大。
这会增加扣件所受到的冲击力大小，从而影响其振动和形变情况。
而列车的质量也会影响冲击力的大小和传递效果。
质量较大的列车会产生更大的冲击力，增加扣件的冲击响应。
为了研究和分析高速铁路扣件的冲击响应与动力学行为，研究人员可以采用数值模拟和实验测试相结合的方法。
数值模拟可以通过建立扣件结构模型和列车－轨道相互作用模型，分析扣件在不同条件下的冲击响应情况。
实验测试可以通过安装传感器和数据采集系统，对扣件的振动和形变情况进行实时监测和记录。
基于车-桥耦合振动理论的连续梁桥影响因素分析
基于车-桥耦合振动理论的连续梁桥影响因素分析张向东;杜东宁;柴源;刘佳琦【摘要】通过研究车辆模型及桥梁模型,基于接触点位移协调条件,建立车-桥系统耦合振动运动方程组.用有限元软件MIDAS/CIVIL分析不同影响因素下桥梁的动力特性,揭示桥梁跨中竖向位移、弯矩冲击系数、竖向加速度等指标的变化规律.根据有限元分析结果,编译车-桥耦合振动系统影响因素分析程序,研究各因素对桥梁动力特性的影响.研究结果表明:车辆速度、行车数和桥面不平整度都对桥梁的动力特性有一定程度的影响;车辆速度对跨中竖向位移的影响最大,桥面不平度对跨中竖向加速度的影响最大,跨中弯矩冲击系数受车辆速度的影响最大.最后通过正交试验验证该程序分析结果的可靠性.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(047)008【总页数】7页(P2848-2854)【关键词】车-桥耦合;动力性能;影响因素;有限元软件【作者】张向东;杜东宁;柴源;刘佳琦【作者单位】辽宁工程技术大学土木与交通学院,辽宁阜新,123000;辽宁工程技术大学土木与交通学院,辽宁阜新,123000;辽宁工程技术大学土木与交通学院,辽宁阜新,123000;辽宁工程技术大学土木与交通学院,辽宁阜新,123000【正文语种】中文【中图分类】U441.3随着我国经济的发展，车流密度的不断加大，桥梁数量日益增多。
为研究桥梁工作状态和安全性等问题，研究人员将移动荷载作用下的桥梁振动方程发展成车−桥耦合振动系统[1]。
近年来，各国学者对车−桥系统耦合共振问题做了很多研究。
郗艳红等[2]把车辆简化为移动质点，指出了桥梁质量移动速度与动力系数的关系。
李永乐等[3]将桥梁化为等长的欧拉梁，研究了桥面不平度、桥梁损伤、汽车参数等因素对桥梁动力特性的影响。
AUFTK等[4]用数据统计的方法得出了轴重的分布规律，并用模拟随机车流的方法分析了车−桥系统振动问题。
韩万水等[5]则将车−桥耦合系统发展为可以将随机车流考虑在内的新型分析系统。
高铁扣件动态特性研究及弹条性能优化
高铁扣件动态特性研究及弹条性能优化摘要：高速列车的安全和可靠性问题一直是各国研究的重点。
其中高铁的扣件动态特性研究和弹条性能优化尤为重要。
本文针对高铁扣件的动态特性和弹条的刚度特性展开深入研究，通过有限元分析方法和试验验证手段，分别对扣件动态特性和弹条的刚度特性进行了分析。
结果表明，高铁扣件的动态特性主要受到开口角度和弹片长度的影响，对扣件结构进行优化可以增加其固有频率并降低其振动幅值。
在弹条方面，研究发现弹条刚度与工作压力和弹性模量有关，对其进行优化可以提高车辆运行的稳定性和安全性。
关键词：高铁，扣件动态特性研究，弹条性能优化，有限元分析，试验验证引言高铁作为交通运输领域的现代化产物，已经成为现代城市与城市之间的重要联系方式。
而高铁的安全和可靠性问题一直是各国研究的重点。
其中，高铁扣件动态特性研究和弹条性能优化更是其中的研究热点。
本文主要通过对高铁扣件的动态特性和弹条的刚度特性展开深入研究，为高铁安全运营提供有力保障。
一、高铁扣件动态特性研究1.1 扣件的构成和作用高铁扣件是高速列车中连接不同部件的重要组成部分，它包括钢制开口扣件和弹性元件两部分。
其中，钢制开口扣件是通过开口与扣片尺寸匹配，实现两片钢制扣件的卡合，从而保证车辆稳定性，运行安全。
1.2 扣件的动态特性分析针对高铁扣件的动态特性进行分析，主要是为了了解扣件结构的固有频率和振动幅值，并通过分析确定对扣件结构进行优化的方案。
在这一方面，有限元分析成为了一种有效的分析工具。
通过有限元分析，我们可以得到高铁扣件的模态形状和固有频率。
模态形状是指扣件在不同频率下的不同振动状态，而固有频率是指扣件在不受到外力干扰时，自身产生振动的频率。
通过这些数据，我们可以了解扣件固有频率与结构参数的关系，并加以优化。
1.3 扣件结构参数对动态特性的影响扣件结构参数的不同会对其动态特性产生不同的影响。
其中，开口角度和弹片长度是比较关键的参数。
开口角度的大小会影响扣件的卡合力和固有频率，一般来说，开口角度较小的扣件结构具有较高的固有频率，较大的扣件结构则具有较低的固有频率。
地铁弹性扣件失效对轨道结构振动特性的影响
地铁弹性扣件失效对轨道结构振动特性的影响佚名【摘要】By use of the numerical method of vibration analysis of vehicle and track system with the vehicle ele-ment and track element,the influences of elastic fastener failure on vibration characteristics of subway track structure are investigated. The research results show that the interaction between wheel and rail increases when a vehicle passes through the track with failure fastener,moreover,the value of each dynamic index grows rapid-ly. As the number of failure fastener increases,so do the system dynamic responses. The supporting force of the track structure which is near the failure fastener also grows remarkably and will speed up deterioration of the track geometry. Furthermore,for the properties of low stiffness and rubber pad easily aging of subway elastic fastener,the impact of the dynamic response generated by failure fastener will be more significant with the surge of traffic density.% 运用基于车辆单元与轨道单元的车辆-轨道系统振动分析数值方法，研究地铁弹性扣件失效对轨道结构振动特性的影响。
扣件刚度对车辆—轨道系统动态性能影响研究
扣件刚度对车辆—轨道系统动态性能影响研究童彤【摘要】以车辆—轨道耦合动力学为理论基础,通过有限元软件ABAQUS和多体动力学软件SIMPACK联合仿真,并与在实际轨道交通试验线上进行的车辆轨道动力学性能实验进行对比分析,旨在研究车辆及轨道的各项动力学性能指标随扣件刚度变化的规律,以期从车轨系统减振的角度出发,为扣件设计时刚度的选择提供更加合理的依据.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2015(041)005【总页数】3页(P118-120)【关键词】扣件刚度;车轨耦合;现场实验;联合仿真【作者】童彤【作者单位】同济大学铁道与城市轨道交通研究院,上海201804【正文语种】中文【中图分类】U213.53随着我国轨道交通的快速发展，尤其是轨道交通的城市化进程突飞猛进，但是轨道交通运营产生的振动与噪声对周围环境影响也不断地引起了社会的广泛关注，越来越多的对轨道交通振动与噪声的控制措施被广泛的运用于轨道交通的设施中。
其中采用减振钢轨扣件对轨道结构的隔振是目前普遍采用的轨道交通隔振技术，由于对轨道交通振动控制要求的不断提高，钢轨扣件的刚度参数设计也不断地下降。
近年来通过对地铁运营部门调研发现，在一些减振要求较高的地段，列车的一些走行部件损坏明显高于其他区段，它们之间是否存在因果关系，以及存在怎样的因果关系，目前还未见有相关的研究报道。
长期以来在对轨道交通钢轨扣件的减振要求中，主要是考虑对轮轨振动通过扣件系统传播到基础上进行控制作为主要的要求，而对由于扣件参数变化导致车辆系统中振动的变化考虑较少，为了了解和掌握扣件参数对包括车辆和轨道基础的整个轨道交通系统的影响因素，合理地通过钢轨扣件进行振动控制，系统地研究钢轨扣件对整个轨道交通的动态响应影响是非常有必要的。
文献[1][2]通过有限元方法建立车辆—轨道结构动力交互作用模型，得出地铁轨道结构可以通过降低弹性扣件刚度，减小轮轨冲击力及传递基础的反力，从而提高隔振效率。
桥上轨道扣件失效状态对车桥系统动力响应的影响
桥上轨道扣件失效状态对车桥系统动力响应的影响目录1. 内容概要 (3)1.1 研究的背景和意义 (4)1.2 国内外研究现状 (5)1.3 本文的研究内容和方法 (6)2. 桥上轨道扣件失效的类型与特点 (7)2.1 常见失效模式 (8)2.2 失效的原因分析 (10)2.3 失效状态的检测与评估 (11)3. 车桥系统动力响应基础 (12)3.1 车桥系统的基本性能参数 (14)3.2 动力响应的模态分析 (16)3.3 车桥系统的动力响应特性 (17)4. 桥上轨道扣件失效对车桥系统动力响应的影响 (18)4.1 失效对行车平稳性的影响 (19)4.1.1 轨道不平顺的分布特点 (20)4.1.2 平顺变化频率对平稳性的影响 (21)4.2 失效对动态承载能力和动稳定性影响 (22)4.2.1 动挠度与动力承载能力 (23)4.2.2 动稳定性变化趋势 (24)4.3 失效对车辆动态参数的影响 (25)4.3.1 动态载荷变化 (26)4.3.2 减震系统响应与车辆舒适性 (27)5. 数值模拟与仿真 (28)5.1 有限元模型的建立与参数设置 (29)5.2 扣件失效模式下的动力响应仿真 (30)5.3 仿真结果分析与评估 (31)6. 防护措施与维修策略 (32)6.1 预防性维护策略 (34)6.2 修复技术的选择与实施 (35)6.3 仿真模拟在维修设计中的应用 (36)7. 试验验证与应用实例 (38)7.1 试验设备与条件设置 (38)7.2 试验数据分析与结论 (40)7.3 实际工程案例研究 (41)8. 总结与展望 (43)8.1 研究的主要成果与结论 (44)8.2 对未来研究方向的思考 (46)8.3 对桥梁工程管理和运营的启示 (46)1. 内容概要本研究旨在探讨桥上轨道扣件失效状态对车桥系统动力响应的潜在影响。
报告将概述失效轨道扣件的类型、原因和可能的影响范围。
通过数值模拟和实际案例分析，本研究将评估不同类型的轨道扣件失效对列车运行性能的影响。
扣件刚度与阻尼对铁路箱梁车致振动噪声的影响研究
扣件刚度与阻尼对铁路箱梁车致振动噪声的影响研究张迅;苏斌;李小珍【摘要】为了探明扣件刚度和阻尼对箱梁结构噪声的影响，基于车－线－桥耦合振动理论和声学边界元理论，建立了箱梁结构噪声预测的混合有限元－边界元法，并进行现场试验验证。
在此基础上，分析了扣件刚度与阻尼对32 m 简支箱梁结构噪声的声场分布规律与频谱特性、轮轨相互作用力的影响规律。
结果表明：混合有限元－边界元法能较好地预测箱梁结构噪声，结构噪声的峰值频段为40～80 Hz，噪声峰值频率主要受扣件刚度的影响；距地面1．2 m 高，近轨侧10～40 m 和40～100 m 范围内的声压级衰减率为0．29 dB（Lin）／m 和0．067 dB（Lin）／m；扣件刚度增加将显著降低梁侧声场的指向角，扣件刚度自10 MN ／m 增加到100 MN ／m 时，近轨侧30 m 纵断面的声压级平均增加12．5 dB（Lin），结构噪声和轮轨力的峰值频率均从30 Hz 同步增大到67 Hz；扣件阻尼比对梁侧声场的指向性影响较小，扣件阻尼比从0．0625增加到0．5时，近轨侧30 m纵断面的声压级平均降低5．0 dB（Lin），结构噪声和轮轨力的峰值频率均保持不变。
%In order to analyze effects of fastener stiffness and damping on noise of railway box-girders,a mixed FEM-BEMnoise prediction model based on the train-track-bridge coupled vibration theory and the acoustical BEMtheory was built and validated with field tests.A 32 m simply-supported box-girder was taken as a study object,the effects of fastener stiffness and damping on distribution laws of noisefield,characteristics of noise spectra and wheel /rail interaction force were investigated.Results showed that the mixed FEM-BEM model is a good predictor,the dominant frequency range of structure-borne noise is 40 ~80Hz mainly depending on fastener stiffness;the sound pressure levels (SPLs)of field points with a height of 1.2 m from the ground have an attenuation rate of 0.29 dB(Lin)/m within a distance of 10-40m from the nearest track central-line and 0.067 dB(Lin)/m within a distance of 40-100 m from the nearest track central-line,respectively;the direction angle of structure-borne noise decreases with increase in fastener stiffness;when fastener stiffness grows from 10 MN /m to 100 MN /m,the average SPLs increase 12.5 dB(Lin)for field points in the longitudinal section within a distance of 30 m from the nearest track centerline;the peak frequencies of structure-borne noise and wheel /rail interaction force grow from 30 Hz to 67 Hz simultaneously;fastener damping has little effect on the directivity of the noise field;when the fastener damping ratio grows from 0.0625 to0.5,the average SPLs decrease 5.0 dB(Lin)for field points in the longitudinal section within a distance of 30 m from the nearest track centerline,and the peak frequencies of structure-borne noise and wheel /rail interaction force remain unchanged.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2015(000)015【总页数】6页(P150-155)【关键词】铁路箱梁;结构噪声;边界元法;扣件刚度;扣件阻尼【作者】张迅;苏斌;李小珍【作者单位】西南交通大学土木工程学院，成都 610031;西南交通大学土木工程学院，成都 610031;西南交通大学土木工程学院，成都 610031【正文语种】中文【中图分类】U24;TB53Effects of fastener stiffness and damping on structure-borne noise of railway box-girdersKey words:railway box-girder; structure-borne noise; BEM; fastener stiffness; fastener damping列车通过高架桥梁时，以低频为主要特点的桥梁结构噪声将成为重要的噪声源[1-3]。
考虑轨道伤损的列车-无砟轨道-桥梁系统动力特性
考虑轨道伤损的列车-无砟轨道-桥梁系统动力特性作者：闫斌谢浩然潘文彬来源：《振动工程学报》2020年第04期摘要：為探讨桥上无砟轨道损伤对列车-轨道-桥梁系统动力响应的影响规律，基于车辆-轨道-桥梁耦合动力学原理，基于ANSYS+SIMPACK联合仿真，建立了考虑墩台纵向支座刚度、轨道结构及层间接触特性的双线32 m简支箱梁桥CRTSⅢ型无砟轨道空间动力学模型。
研究了时速200 km列车通过条件下，扣件伤损及轨道板和底座板间离缝对车桥系统动力响应的影响规律。
研究表明：单个扣件失效对轨道动力响应影响有限，0.07 m板缝处轮轨竖向力骤变显著，钢轨竖向位移和钢轨节点反力增大明显;扣件连续失效对系统整体影响更大，其中相邻且对侧扣件失效影响最大;自密实混凝土沿轨道板横向完全脱空后，纵向离缝长度越大，对系统动力响应的影响也越大;相邻轨道板端部自密实混凝土都沿横向完全脱空对系统动力响应影响最大，轨道结构与桥梁结构的垂向加速度、竖向位移均增幅最大，增势最快;离缝长度1.2 m，轮重减载率接近限值，继续增加至1.6 m时，列车将脱轨;轨道板和桥梁的竖向振动随着离缝长度的增大显著增大，振动骤增会对轨道以及桥梁的耐久性产生不利影响，建议离缝长度检修限值可设为1.2 m，并应重点关注轨道板端部自密实混凝土界面脱空情况。
关键词：轨道工程; 动力响应; 简支桥梁; 板边离缝; 扣件损伤中图分类号： U213.2; U213.9+12 文献标志码： A 文章编号： 1004-4523（2020）04-0807-08DOI：10.16385/ki.issn.1004-4523.2020.04.019引言中国高速铁路网中，桥梁占比平均达50%以上，其中90%的桥梁为32 m双线无砟轨道简支梁[1]。
为消除钢轨接头带来的轮轨动力冲击，减少后期养护工作量，通常采用无砟轨道无缝线路。
如中国具有自主知识产权的桥上CRTSⅢ型单元板式无砟轨道，其采用分块式结构，底座板与自密实混凝土层间设置中间隔离层[2]，利用限位挡台传递轨道纵横向荷载。
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本文建立了地铁 车 辆－轨 道－桥 梁 耦 合 振 动 分 析 模 型 ，以 轨 道 不 平 顺 作 为 系 统 的 激 励 源 ，研 究 重 庆 某 地 铁 线３种不同扣件类 型 对 车－线－桥 耦 合 振 动 的 动 力 学 特 性的影响，并提出地 铁 线 路 高 架 桥 上 无 砟 轨 道 扣 件 参 数 选 取 建 议 ，以 供 我 国 高 架 桥 上 扣 件 设 计 时 参 考 。
阻 尼／（ｋＮ·ｓ·ｍ－１）
垂向
横向
垂向
横向
９．９０
１．９３
ＤＴⅦ２
２１．２０
摘 要：通过多体动力学仿真软件 ＵＭ 和有限元分析软件 ＡＮＳＹＳ联合建立了地铁车辆－轨道－桥梁耦合振动分析模 型，研究了重庆某地铁 Ａ 型车辆在高架桥段 ＤＴⅥ２、ＤＴⅦ２和剪切型３种不同类型扣件系统下车－线－桥耦合振动的动力 学特性。研究表明，３种不同扣件系统对车辆振动 响 应 影 响 较 小，对 桥 跨 中 位 置 的 钢 轨、扣 件、桥 面 振 动 响 应 影 响 较 大。 综合考虑不同扣件系统对车辆和桥跨 中 位 置 的 钢 轨、扣 件、桥 面 产 生 振 动 响 应 的 影 响，若 侧 重 减 小 钢 轨 振 动，建 议 采 用 ＤＴⅦ２扣 件 ；若 侧 重 减 小 扣 件 受 力 和 桥 梁 振 动 ，则 建 议 采 用 剪 切 型 扣 件 。
收 稿 日 期 ：２０１６－０７－１５ 作 者 简 介 ：许 孝 堂 （１９８７－）男 ，工 程 师 。
图 １ 车 －线 －桥 耦 合 振 动 仿 真 理 论 模 型
车－线－桥耦合振动分析 模 型 主 要 由 ３ 个 子 系 统 组 成：车辆子系统、轨 道 子 系 统 和 桥 梁 子 系 统。 其 中，车 辆子系统在 ＵＭ 中建立，每 列 车 由 车 体、转 向 架、轮 对 以及一系和二 系 的 弹 簧－阻 尼 悬 挂 装 置 组 成 多 自 由 度 振动系统［５］，列 车 各 部 件 均 按 刚 体 考 虑 （忽 略 弹 性 变 形）。考虑了 轮 轨 接 触 几 何 的 非 线 性、横 向 止 挡 非 线 性 、牵 引 拉 杆 非 线 性 以 及 减 振 器 的 部 分 非 线 性 特 性 ，轮 轨接触力基于多点非椭圆接触模型求解 。 ［６］
关 键 词 ：地 铁 车 辆 ；扣 件 参 数 ；车 －线 －桥 耦 合 动 力 学 ；特 性 中 图 分 类 号 ：Ｕ２７０．１＋１ 文 献 标 志 码 ：Ｂ
地铁是城市轨道 交 通 的 一 种 重 要 形 式，能 够 实 现 快捷、安全、舒适地运 送 旅 客，但 是 地 铁 在 运 行 过 程 中 也存在振 动 噪 声 等 问 题。 研 究 表 明：车－线－桥 系 统 具 有复杂性和 随 机 性 。 ［１］ 然 而，在 传 统 的 车 桥 振 动 研 究 中，常用移动的 恒 定 载 荷 代 替 车 辆 对 桥 梁 的 作 用 ， ［２－４］ 没有同 时 考 虑 车－线－桥 三 者 间 的 耦 合 作 用。 实 际 上， 车 辆 、轨 道 和 桥 梁 并 不 是 孤 立 的 系 统 ，尤 其 是 当 车 辆 通 过 桥 梁 时 ，车 辆 周 期 性 的 轮 轨 作 用 将 引 起 桥 梁 的 共 振 ， 桥梁的振动又将对车辆的运行品质产生影响。因此， 在研究车辆的运行安 全 性、平 稳 性 和 车 辆 对 轨 道 动 态 作 用 时 ，很 有 必 要 考 虑 车 －线 －桥 耦 合 振 动 的 影 响 。
１ 车 －线 －桥 耦 合 振 动 分 析 模 型
重庆 某 地 铁 Ａ 型 车 辆 编 组 形 式 为：Ｔｃ１－Ｍｐ１－Ｍ１－ Ｍ２－Ｍｐ２－Ｔｃ２。其中 Ｔｃ为 拖 车 （带 司 机 室 ），Ｍｐ 为 动 车（带受电弓），Ｍ 为动 车。 运 用 多 体 动 力 学 仿 真 软 件 ＵＭ 和有限元分析软件 ＡＮＳＹＳ，建 立 地 铁 车 辆－轨 道－ 桥梁耦合振动分析模型，其理论模型如图 １所示。
在 桥 梁 子 系 统 中 ，首 先 采 用 空 间 梁 单 元 在 ＡＮ－ ＳＹＳ中 建 立 ３２ ｍ 简 支 梁 的 有 限 元 模 型 ；然 后 运 用 集 中质量矩阵以及模态缩减法保留对结构响应影响较
·１ ·
铁 道 车 辆 第 ５５ 卷 第 ５ 期 ２０１７ 年 ５ 月
大 的 模 态 信 息［７］，形 成 适 合 ＵＭ 软 件 动 力 学 仿 真 的 模 态 文 件 ；最 后 采 用 墩 底 的 地 基 系 数 施 加 约 束 ，瑞 利 阻 尼 比 取 ０．０２，桥 面 二 期 恒 载 作 为 均 布 质 量 分 配 到
试 验 研 究
铁 道 车 辆 第 ５５ 卷 第 ５ 期 ２０１７ 年 ５ 月
文 章 编 号 ：１００２－７６０２（２０１７）０５－０００１－０４
不同扣件参数对车－线－桥耦合 动力学特性的影响
许 孝 堂１，王 黎 明１，邢 俊２，吴 磊３
（１．中车青岛四方车辆研究所有限公司 减振事业本部，山东 青岛 ２６６０３１； ２．西南交通大学 高速铁路线路教育部重点实验室，四川 成都 ６１００３１； ３．西南交通大学 机械工程学院，四川 成都 ６１００３１）
主 梁 节 点 上 。 ［８］ 按 照 上 述 理 论 模 型 建 立 的 重 庆 某 地 铁 Ａ 型 车 ６ 辆 编 组 的 车 －线 －桥 耦 合 振 动 分 析 模 型 如 图 ３所示。
图 ２ ３ 种 不 同 扣 件 系 统 结 构 图
扣件 类型
表 １ ３种不同类型扣件系统的参数
刚 度／（ｋＮ·ｍｍ－１）