高速铁路无砟轨道扣件刚度温变特性及其影响研究道路与铁道工程专业论文.docxVIP

西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明 西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明 本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： (1)以250km／h及350krn／h时速无砟轨道线路中使用较多的WJ．7，WJ．8及福斯 罗300型扣件为测试对象，结合统计得到的国内铁路线路中轨温的变化范围，设计了 扣件胶垫静刚度温变试验，实测分析了．60℃～70℃范围内扣件刚度随温度的变化规律。 (2)基于轮轨动力学及功率流理论，推导了随机振动过程中输入轮轨系统、车辆 系统、轨道系统的功率流计算公式，分析了该过程中传递至各系统中功率流的大小及 分布情况，研究了列车轴重、轨下支承刚度与阻尼、行车速度大小对传递至轮轨系统 内各结构功率流的影响规律。 (3)基于实测的无砟轨道扣件胶垫静刚度温变结果，仿真分析了扣件胶垫温变刚 度对列车行车安全性及车体平稳性的影响。 (4)分别以加速度及功率流为评价指标，评价分析了250krn／h及350km／h时速无 砟轨道线路中扣件胶垫温变刚度对轮轨系统宽频振动的影响，并比较两种指标在评价 宽频振动方面的异同。 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。 本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。 学位论文作者签名：同易黛 ＼J 醐训舨t]． 万方数据 西南交通大学硕士研究生学位论文 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1页 摘 要 扣件系统中的橡胶垫板是由高分子材料制成，它的性能受温度影响显著。高速铁 路无砟轨道中，扣件是轨道弹性的唯一提供者，其参数变化将直接影响轮轨系统的相 互作用。因此，研究温度对无砟轨道扣件弹性的影响规律，进而分析其对轮轨系统的 影响具有重要意义。 本文首先以250km／h及350km／h时速无砟轨道线路中使用较多的WJ．7，WJ-8及 福斯罗300型扣件为测试对象，结合统计得到的国内轨温变化范围，设计了扣件胶垫 静刚度温变试验，实测分析了．60℃～70℃范围内扣件刚度随温度的变化规律，结果表 明：(1)扣件刚度表现出高温稳定性及低温敏感性能；(2)250km／h无砟轨道线路适用 扣件中，WJ．8A型扣件表现出更好的低温稳定性，建议在穿越极低温区域线路中采用 之；(3)350krn／h无砟轨道线路适用扣件中，福斯罗300型扣件表现出更好的低温稳定 性，建议在穿越极低温区域线路中采用之。 其次，基于轮轨动力学及功率流理论，本文推导了随机振动过程中输入轮轨系统、 车辆系统、轨道系统的功率流计算公式，分析了该过程中传递至各系统中功率流的大 小及分布情况，研究了列车轴重、轨下支承刚度与阻尼、行车速度对传递至各系统功 率流的影响，结果表明：(1)轮轨系统相互作用产生的低频能量主要流入车辆系统， 而高频能量则传递至轨道系统；(2)列车轴重及行车速度越大，在全频域范围内输入 轮轨系统的能量增多；(3)轨下支承刚度的增大会使输入轮轨系统的能量向高频转移， 且引起各子系统内能量的重分布；(4)轨下支承阻尼的增大，输入到轮轨系统的总能 量降低，且引起高频能量由轨道系统向车辆系统转移。 然后，分析了扣件胶垫温变刚度对行车安全性及平稳性的影响，结果表明：在．6012 ～70C条件下，列车行车安全性及平稳性指标没有超限。 最后，本文分别以加速度及功率流为评价指标，评价分析了扣件胶垫温变刚度对 轮轨系统宽频振动的影响，并比较了两种指标的异同，结果显示： (1)在车辆系统中，温度降低时，中心频率63Hz以下范围内振动响应变化很小， 中心频率在63Hz～250Hz范围内的振动响应有明显增强，中心频率在250I-Iz以上范围 内振动响应有一定降低；(2)在轨道系统中，温度降低时，中心频率0Hz～63Hz范围 内的轨道系统振动强度有显著减弱，在中心频率63I--Iz～160I--Iz范围内有所增强，而在 160Hz以上频率范围内变化不大；(3)温度越低，轮轨系统竖向振动响应的变化越显 著；(4)加速度指标反映结构自身振动强度大小，而功率流指标反映传递至该结构的 能量大小，两种指标表现出一定的差异性，但都能得到近似的评价结果。 关键词： 无砟轨道；扣件胶垫；温度；轮轨动力学；功率流；行车安全性； 万方数据 西南交通大学硕士研究生学位论文 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1I页 Abstract The rubber pad of fastener system is made of polymer material，and its mechanical properties are significantly aff