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侧风下大跨拱桥变形对高速列车行车平稳性的影响机理 被引量：1
1
作者 李小珍 周彦希 王铭 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第1期1-9,共9页
为探求侧风下的拱桥变形对列车平稳性的作用机理,通过风-车-桥耦合系统得到跨中横、竖向位移,分析不同风速、车速下的列车行车平稳性,量化桥梁变形对风-车-桥系统中列车横、竖向加速度的贡献;结合车体加速度响应的敏感波长及桥梁变形的... 为探求侧风下的拱桥变形对列车平稳性的作用机理,通过风-车-桥耦合系统得到跨中横、竖向位移,分析不同风速、车速下的列车行车平稳性,量化桥梁变形对风-车-桥系统中列车横、竖向加速度的贡献;结合车体加速度响应的敏感波长及桥梁变形的时频特性,分析桥梁变形对行车平稳性影响机理.结果表明:桥梁竖向位移差异较横向位移差异较小,且主要位移由车致桥梁变形产生,最大幅值达到了-9.2mm;在列车及风荷载作用下,桥梁横向及竖向位移较为显著,但其对列车平稳性的影响主要体现在交界墩位置处,约为其余位置响应的4倍;除交界墩区域,桥上列车的行车平稳性主要由风致列车振动及轨道不平顺决定;车体横向及竖向加速度功率谱密度分布与轨道不平顺的波长密切相关,其对应的敏感波长区间均小于120m;车体横向及竖向加速度主要受车辆荷载作用引起的桥梁变形影响,而风荷载引起的桥梁变形主要分布于主跨范围内,波长大于120m,因而未对列车车体加速度产生显著影响. 展开更多
关键词 高速列车 行车平稳性 桥梁变形 风荷载 风-车-桥系统
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陀螺效应对高速旋转轮对弯曲模态的影响 被引量：1
2
作者 关庆华 王文波 +1 位作者 张丰英 温泽峰 《铁道学报》 北大核心 2025年第3期54-63,共10页
基于转子动力学理论,以Timoshenko连续转轴模拟轮轴,以旋转圆盘模拟车轮,建立旋转轮对动力学模型。利用Riccati传递矩阵计算不同速度下弹性悬挂轮对的涡动模态。通过Timoshenko梁连续转轴模型的色散特性曲线,揭示陀螺效应对旋转体正反... 基于转子动力学理论,以Timoshenko连续转轴模拟轮轴,以旋转圆盘模拟车轮,建立旋转轮对动力学模型。利用Riccati传递矩阵计算不同速度下弹性悬挂轮对的涡动模态。通过Timoshenko梁连续转轴模型的色散特性曲线,揭示陀螺效应对旋转体正反涡动频率的影响机理。与有限元模型计算结果对比表明,基于Timoshenko梁连续转轴模型的弹性轮对能够满足前4阶弯曲模态计算需求,Euler梁模型无法考虑转轴旋转陀螺效应,仅适用于前2阶弯曲响应分析。研究结果表明:陀螺效应使轮对弯曲模态出现正反涡动,随转速提高,正涡动模态频率增大,反涡动模态频率减小;陀螺效应对轮对1、2阶弯曲涡动频率变化影响显著,对3、4阶弯曲涡动模态频率变化影响不大,速度每提高100 km/h,前4阶弯曲模态正涡动频率分别增加9.31、9.62、2.09、0.57 Hz,前4阶弯曲模态反涡动频率分别下降4.97、5.83、1.27、0.50 Hz。 展开更多
关键词 高速轮对 陀螺效应 旋转动力学 传递矩阵 涡动模态
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高速动车组轮轨高频激励下轴箱轴承载荷特性分析
3
作者 石怀龙 周俊屹 +1 位作者 王勇 陈龙飞 《振动与冲击》 北大核心 2025年第19期248-256,共9页
为掌握高速动车组轴箱轴承的载荷特征,采用车辆-轴承系统精细化动力学仿真方法研究了轮轨高频激励下轴箱轴承载荷演变规律。建立含精细化轴承力元的车辆系统动力学模型,并与台架试验结果进行对比验证;仿真分析轨道随机激励和轮轨高频激... 为掌握高速动车组轴箱轴承的载荷特征,采用车辆-轴承系统精细化动力学仿真方法研究了轮轨高频激励下轴箱轴承载荷演变规律。建立含精细化轴承力元的车辆系统动力学模型,并与台架试验结果进行对比验证;仿真分析轨道随机激励和轮轨高频激扰下轴承载荷分布规律,阐明轴承载荷波动机制。研究表明:车速对轴箱轴承径向载荷均值基本无影响,但高速条件下的载荷波动范围增大;轨道不平顺越差,载荷波动范围越大;车轮多边形磨耗阶次对轴承载荷无明显影响规律,当多边形激扰频率接近轮对固有模态频率时,会加剧轴箱振动并导致载荷增大;车轮多边形幅值越大,轴承载荷均值越大,建议将18~24阶多边形的幅值控制在0.04 mm以下;钢轨波磨的波长越长,轴承载荷波动范围越小,均值基本不变;相比于长波波磨,短波波磨会使轴承载荷波动范围明显增大,波磨幅值越大轴承载荷越大,建议将波长50~70 mm的波磨幅值控制在0.2 mm以下;轮轴横向力作用下四列轴承会发生偏载,同侧两列轴承的偏载规律相反,但四列轴承的轴向力总和与轮轴横向力平衡。研究结果可为轴箱轴承载荷监测和动态评估提供理论参考。 展开更多
关键词 高速动车组 轴箱轴承 载荷特性 轮轨高频激励 动力学建模
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基于SSA-GA-BP神经网络的城轨地下线振动源强预测模型 被引量：1
4
作者 刘庆杰 刘博亮 +3 位作者 冯青松 徐璐 罗信伟 刘文武 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第5期2355-2366,共12页
为寻求一种预测速度快、准确率高的城市轨道交通地下线振动源强预测模型,基于55个非减振轨道测试断面数据,经过数据清洗、分析和标签化后,建立了涵盖典型车型和主要线路参数取值范围的8 000多条实测数据库。分析地铁环境振动的影响因素... 为寻求一种预测速度快、准确率高的城市轨道交通地下线振动源强预测模型,基于55个非减振轨道测试断面数据,经过数据清洗、分析和标签化后,建立了涵盖典型车型和主要线路参数取值范围的8 000多条实测数据库。分析地铁环境振动的影响因素,利用斯皮尔曼相关系数得到各类影响因素与振动源强的关系强度。分别建立基于卷积神经网络(CNN)、随机森林(RF)、支持向量机(SVM)等5个机器学习模型,对比分析了不同模型对振动源强的预测效果。使用麻雀搜索算法(SSA)和遗传算法(GA)优化BP神经网络模型的结构、超参数、权重及阈值,对比SSA-GA-BP、SSA-BP、GA-BP神经网络对振动源强的预测精度。最终使用4个差异明显且未经模型学习的新断面验证SSA-GA-BP模型的泛化能力。结果表明:5种机器学习模型中BP神经网络的非线性回归拟合能力最强,验证集MAE损失为1.55 dB,决定系数为0.948;SSA-GA-BP模型对振动源强的预测精度高于SSA-BP和GA-BP,验证集MAE、MAPE和决定系数分别为1.289 dB、1.856%和0.967,有80.11%数据的平均绝对误差在2 dB以内;SSA-GA-BP模型对4个经典的新断面数据预测效果良好,4个断面汇总数据的MAE、MSE和MAPE误差值分别为1.21 dB、2.18 dB和1.67%,决定系数为0.977,有70%数据的预测误差在2 dB以内,证明了SSA-GA-BP模型有较强的泛化能力。SSA-GA-BP振源预测模型具有较好的预测精度和快速预测能力,研究可为轨道交通地下线路设计阶段的减振降噪设计提供参考。 展开更多
关键词 城市轨道交通地下线 振动源强 预测 BP神经网络 麻雀搜索算法 遗传算法
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钢轨不平顺焊接区的磨耗及裂纹萌生预测 被引量：4
5
作者 林凤涛 王子旭 +3 位作者 谭荣凯 张子豪 杜瑞廷 史志勤 《机械强度》 北大核心 2025年第1期146-154,共9页
为探究钢轨焊接区的磨耗及裂纹萌生与轴重及摩擦因数的关系,通过对大量不平顺焊接区的实地测量,拟合了两种典型焊接区的不平顺数据,建立了上凸和下凹两类典型焊接区不平顺轮轨接触的有限元模型。结合摩擦功模型和Archard磨耗理论,对焊... 为探究钢轨焊接区的磨耗及裂纹萌生与轴重及摩擦因数的关系,通过对大量不平顺焊接区的实地测量,拟合了两种典型焊接区的不平顺数据,建立了上凸和下凹两类典型焊接区不平顺轮轨接触的有限元模型。结合摩擦功模型和Archard磨耗理论,对焊接区最大磨耗截面进行预测,基于Jiang-Sehitoglu模型对焊接区裂纹萌生寿命进行预测。发现随着轴重的增加,上凸及下凹焊接区的磨耗速率均增大;且轴重达到16 t时上凸型焊接区磨耗速率显著增大,而下凹型焊接区在轴重达到18 t时磨耗速率显著增大;摩擦因数从0.2增加到0.35,上凸和下凹两类焊接区最大磨耗量分别为1.93 mm、1.08 mm;且上凸型焊接区磨耗速率在摩擦因数为0.3时显著增大,而下凹型焊接区磨耗速率在摩擦因数为0.35时显著增大。轴重从12 t增加到18 t,上凸型焊接区服役寿命的衰减幅度较小,而下凹型焊接区服役寿命衰减幅度较大。此外,当摩擦因数从0.2增加至0.35时,其对上凸型焊接区服役寿命的影响明显小于轴重(12~18 t)的影响。然而,当摩擦因数从0.2增加至0.35时,其对下凹型焊接区服役寿命的影响与轴重(12~18 t)的影响相当。结果表明,随着轴重和摩擦因数的增加,对钢轨焊接区下凹型不平顺的寿命影响更加显著;在工务维护过程中,应着重关注下凹型焊接区的出现并及时标记和修复。 展开更多
关键词 铁道工程 轮轨关系 磨耗预测 裂纹萌生预测
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道岔打磨对车轮磨耗下列车动力学影响 被引量：1
6
作者 肖乾 杨逸航 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第3期12-17,共6页
研究目的:本研究针对380A型列车在通过特定道岔时车体振动加速度超限的问题,旨在通过采集列车车轮及道岔钢轨廓形数据,制定和实施详细的打磨方案,并通过仿真模拟与现场实测相结合的方法,探究打磨对列车动力学特性的影响,以提高列车通过... 研究目的:本研究针对380A型列车在通过特定道岔时车体振动加速度超限的问题,旨在通过采集列车车轮及道岔钢轨廓形数据,制定和实施详细的打磨方案,并通过仿真模拟与现场实测相结合的方法,探究打磨对列车动力学特性的影响,以提高列车通过道岔时的稳定性。研究结论:(1)研究发现多组列车车轮存在多边形磨耗、扁疤磨耗及凹坑磨耗现象,同时高速道岔轨面出现多种病害,这些病害对列车动力学特性有显著影响;(2)为了提高作业效率,对打磨目标廓形进行了简单优化,以适应实际打磨需求;(3)车辆-道岔耦合动力学模型仿真模拟结果表明,打磨后列车通过道岔时轮轨横向力及垂向力最大值分别降低了45.79%和15.40%;车体横向加速度及垂向加速度最大值分别降低了36.96%和30.00%;(4)现场实测数据显示,打磨后列车通过道岔时车体最大横向加速度降低至0.64m/s^(2),较打磨前降低55.86%;轮轨横向力及垂向力最大值分别为34.51kN和152.47kN,较打磨前降低42.82%和17.38%;(5)通过道岔打磨可以有效改善车轮磨耗条件下列车的动力学特性,对提高高速列车运行稳定性具有实际应用价值。 展开更多
关键词 高速列车 道岔钢轨打磨 多边形磨耗 扁疤磨耗 车辆动力学
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列车间歇影响下轮胎碎片土三轴试验研究 被引量：1
7
作者 李丽华 孙恺 +3 位作者 刘一鸣 沈轩宇 杨俊超 李贲 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第1期13-19,共7页
研究目的:为探讨轮胎碎片混填路基土在列车间歇荷载作用下的动力特性,开展了一系列连续加载与分级间歇加载大型动三轴试验,分析不同加载方式下黏质砂土与轮胎碎片混填土的轴向累积变形特性以及动应力-动应变滞回曲线发展规律,探讨轮胎... 研究目的:为探讨轮胎碎片混填路基土在列车间歇荷载作用下的动力特性,开展了一系列连续加载与分级间歇加载大型动三轴试验,分析不同加载方式下黏质砂土与轮胎碎片混填土的轴向累积变形特性以及动应力-动应变滞回曲线发展规律,探讨轮胎碎片掺量对黏质砂土路基动力性能的影响。研究结论:(1)单级连续加载下,累积应变先迅速增长,后随循环次数增加逐渐减缓;(2)试样的轴向累积应变由应力幅值决定,间歇期的存在可提高试样的承载能力;试样滞回曲线面积与围压、动应力幅值呈正相关,掺入轮胎碎片可有效减小滞回曲线面积;(3)安定理论适用于分级间歇加载下的动力行为分析;(4)研究结果对正确认识轮胎碎片混填铁路路基土动力特性具有重要意义。 展开更多
关键词 轮胎碎片 动三轴试验 列车间歇效应 分级加载 滞回曲线
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地铁梯形轨枕轨道钢轨波磨成因研究 被引量：1
8
作者 宋启峰 陈光雄 +2 位作者 董丙杰 张峻才 冯晓航 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第3期714-721,共8页
为研究地铁小半径曲线段梯形轨枕轨道上内轨波磨的形成机理,基于饱和轮轨蠕滑力引发的摩擦自激振动导致钢轨波磨的理论,建立导向轮对-梯形轨枕轨道系统有限元模型,模型中采用实体单元对扣件系统进行建模;应用复特征值分析和瞬时动态分... 为研究地铁小半径曲线段梯形轨枕轨道上内轨波磨的形成机理,基于饱和轮轨蠕滑力引发的摩擦自激振动导致钢轨波磨的理论,建立导向轮对-梯形轨枕轨道系统有限元模型,模型中采用实体单元对扣件系统进行建模;应用复特征值分析和瞬时动态分析分别求解轮轨系统的运动稳定性和时域动态响应;研究了缓冲减振垫参数和梯形轨枕结构对轮轨系统摩擦自激振动的影响.研究结果表明:饱和轮轨蠕滑力引发的频率为150 Hz的摩擦自激振动是小半径曲线段梯形轨枕轨道上内轨波磨的成因,预测得到的波磨波长约为69 mm,与实测结果很接近;参数敏感性分析表明,增大侧向缓冲垫阻尼及铺设横向钢管间距为1.25 m的梯形轨枕可以在一定程度上抑制梯形轨枕轨道上的钢轨波磨. 展开更多
关键词 钢轨波磨 梯形轨枕 摩擦自激振动 复特征值分析
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典型钢轨波磨病害下高速轮轨瞬态滚动接触及磨损行为分析
9
作者 丁旺才 马帅 +3 位作者 靳忠渊 李得洋 吴少培 李国芳 《振动与冲击》 北大核心 2025年第5期67-79,共13页
以典型钢轨波磨病害为研究对象,构建了考虑轨下结构及轮轨弹塑性接触的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,采用基于有限元模型的三维磨损分布计算方法,研究了匀速和牵引状态下轮轨接触特性及钢轨磨损行为的差异,以及牵引状态下不同病害参... 以典型钢轨波磨病害为研究对象,构建了考虑轨下结构及轮轨弹塑性接触的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,采用基于有限元模型的三维磨损分布计算方法,研究了匀速和牵引状态下轮轨接触特性及钢轨磨损行为的差异,以及牵引状态下不同病害参数钢轨波磨对轮轨接触特性及磨损的影响规律。结果表明,牵引状态下轮轨纵向力受固有刚度不平顺影响更显著,波磨对相对滑移的影响与纵向力有关,且需在固有刚度不平顺影响基础上叠加,叠加效果与波磨波长和谷深有关。在波磨谷深限值内,当波磨波长较短或谷深较大时,纵向力会出现与波磨几何相似的振型,导致相对滑移分布与波磨几何相关,接触压力变化进一步影响磨损深度,使波峰附近磨损增加,波谷附近磨损减少,波磨进一步发展。由于磨损增量相位与波磨几何相位差较小,钢轨波磨有减缓趋势,波磨在较大波长及谷深下减缓较快。研究结论以期为高速轮轨波磨区段钢轨维护策略提供理论参考。 展开更多
关键词 高速铁路 钢轨波磨 瞬态动力学 有限元分析 磨损分析 轮轨接触特性
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磨耗道岔钢轨打磨廓形智能优化对车辆运行影响
10
作者 肖乾 杨逸航 +2 位作者 昌超 林凤涛 章治 《铁道学报》 北大核心 2025年第10期124-133,共10页
为改善高速列车直向过岔时车体横向加速度超限问题,针对磨耗道岔钢轨廓形开展优化研究,通过仿真验证优化廓形对车辆运行性能的影响,并应用于实际打磨施工。研究结果表明,道岔不同位置存在差异化磨耗,导致车辆通过道岔时等效锥度波动显著... 为改善高速列车直向过岔时车体横向加速度超限问题,针对磨耗道岔钢轨廓形开展优化研究,通过仿真验证优化廓形对车辆运行性能的影响,并应用于实际打磨施工。研究结果表明,道岔不同位置存在差异化磨耗,导致车辆通过道岔时等效锥度波动显著,进而引发车体横向加速度超限现象。研究采用GA-NURBS曲线拟合道岔钢轨关键断面磨耗廓形,确定钢轨廓形型值点后,基于PSO-BP-NSGAⅡ智能算法对型值点进行优化,最终求解得到优化廓形。车辆-道岔耦合动力学模型仿真结果显示,当车辆以300km/h速度通过优化廓形时,与磨耗廓形相比,轮轨横向力、垂向力分别降低67.32%、3.11%,脱轨系数降低55.55%,车体横向加速度、垂向加速度分别降低49.24%、33.79%;在不同速度条件下,车辆通过优化廓形时的各项动力学参数均小于磨耗廓形,且优于全新廓形。基于优化廓形实施现场打磨后,连续10周监测未出现车体横向加速度报警现象。因此,磨耗道岔钢轨打磨廓形优化可有效改善车辆运行性能。 展开更多
关键词 高速列车 钢轨打磨 轮轨磨耗 智能算法 车辆动力学
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基于深度残差收缩网络的地铁车轮扁疤故障诊断
11
作者 梁红琴 姜进南 +4 位作者 龙辉 陶功权 卢纯 温泽峰 张楷 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期1234-1248,共15页
针对地铁实际运营环境恶劣的问题,本文以轴箱振动加速度作为监测信号,基于深度残差收缩网络(DRSN),提出1种适用于强噪声背景的车轮扁疤故障严重程度辨识方法。首先,基于地铁车辆-轨道刚柔耦合动力学模型生成车轮扁疤故障数据集,并采用... 针对地铁实际运营环境恶劣的问题,本文以轴箱振动加速度作为监测信号,基于深度残差收缩网络(DRSN),提出1种适用于强噪声背景的车轮扁疤故障严重程度辨识方法。首先,基于地铁车辆-轨道刚柔耦合动力学模型生成车轮扁疤故障数据集,并采用数据增强技术提升数据集的多样性,同时满足深度学习对数据规模的要求。其次,设计1种结构合理的深度残差收缩网络,能够自适应地提取轴箱振动加速度信号的特征,从而实现车轮扁疤故障程度的智能分类。研究结果表明:在无噪声条件下,所提方法对正常车轮及轻度、中度和重度扁疤车轮的平均诊断精度达到99.88%(标准差为0.05);同时,在不同噪声等级下,该方法的平均诊断精度仍稳定保持在95%以上。与遗传算法结合支持向量机(GA-SVM)、卷积神经网络(CNN)、宽深度卷积神经网络(WDCNN)以及深度残差网络(ResNet)相比,所提方法具有更优异的辨识能力和鲁棒性。 展开更多
关键词 车辆-轨道耦合动力学模型 车轮扁疤 深度残差收缩网络 轴箱振动加速度 数据增强
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双线列车移动荷载作用下饱和地基振动响应特性分析
12
作者 高盟 李佳文 李丹阳 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第3期228-235,共8页
双线高速列车交会所致荷载强度大,振动时间长,使饱和地基产生显著位移和超静孔隙水压力响应。基于Biot流体饱和多孔介质波动方程和2.5维有限元(Two-and-a-half-dimensional Finite Element Method,2.5D FEM)理论,建立双线轨道-饱和地基2... 双线高速列车交会所致荷载强度大,振动时间长,使饱和地基产生显著位移和超静孔隙水压力响应。基于Biot流体饱和多孔介质波动方程和2.5维有限元(Two-and-a-half-dimensional Finite Element Method,2.5D FEM)理论,建立双线轨道-饱和地基2.5D有限元模型。采用Fortran语言编制双线列车荷载程序,将荷载施加于以Euler梁模拟的轨道,对双线及单线列车4种运行工况下轨道中心和饱和地基振动响应进行分析。结果表明:由于双线列车荷载所致叠加效应,振动波叠加增大,轨道中心竖向加速度和位移相较单线工况下增大约1倍,在距离轨道中心1 m处出现位移幅值;单线与双线工况下饱和地基均在距离轨道中心10 m范围内存在一个振动放大区段,10 m以内振动衰减较快,10 m以外振动衰减较慢;双线工况下超静孔压幅值相较单线工况增大约1倍;不同工况下超静孔压随深度变化均为先急剧增大,随后快速减小,再缓慢消散,其在1.5 m深度处达到最大值。 展开更多
关键词 振动与波 双线列车 饱和地基 2.5D有限元 振动响应 超静孔隙水压力
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扣件横向刚度对地铁小半径曲线轨道动力特性的影响
13
作者 曾志平 唐杰 +3 位作者 田春雨 李平 吴达 李沛成 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第9期3979-3991,共13页
为揭示地铁小半径曲线条件下扣件横向刚度对轨道动力特性的影响规律,在曲线半径为350 m的线路上,建立6节编组车辆-轨道-隧道刚柔耦合动力学模型,通过设置5种不同的扣件横向刚度工况(即扣件横向刚度分别为10、20、30、40和50 kN/mm),对... 为揭示地铁小半径曲线条件下扣件横向刚度对轨道动力特性的影响规律,在曲线半径为350 m的线路上,建立6节编组车辆-轨道-隧道刚柔耦合动力学模型,通过设置5种不同的扣件横向刚度工况(即扣件横向刚度分别为10、20、30、40和50 kN/mm),对比分析行车动力学性能指标、减振效果和轨道系统振动特性的差异性。研究结果表明:1)当扣件横向刚度由10 kN/mm增大至50 kN/mm时,车体横向加速度降幅65.5%,横向Sperling指标降幅27.3%,横向力增幅46.0%,脱轨系数等其他指标受其影响较小。2)当行车速度发生变化时,低扣件横向刚度区间(10~20 kN/mm)引起内轨和外轨的横向位移和扭转角变化更明显。3)当扣件横向刚度由50 kN/mm减小至10 kN/mm时,隧道壁减振量达2.77 dB。4) 5种工况的轨道纵向振动衰减率均在2.2~2.6 dB·m^(-1)范围内,对应的频率临界点分别为88、115、152、189和226 Hz。扣件横向刚度增大会影响90~200 Hz频段内的振动响应,对700 Hz以上频段的影响较弱。研究成果可为地铁小半径曲线扣件减振及系统固有振动特性研究提供参考。 展开更多
关键词 扣件横向刚度 横向位移 扭转角 减振效果 振动衰减率 钢轨位移导纳
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摩擦因数对小半径曲线轮轨接触应力的影响
14
作者 曾志平 唐杰 +4 位作者 吴达 李平 冯宁 李沛成 田春雨 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期2789-2799,共11页
为研究摩擦因数对小半径曲线轮轨接触应力以及接触斑面积的影响规律,基于SIMPACK动力学软件,分别设置内轨和外轨的摩擦因数为0.2、0.3、0.4并组合成9种不同的工况,计算内轨和外轨在半径为350 m的圆曲线线路中的最大法向、纵向和切向应... 为研究摩擦因数对小半径曲线轮轨接触应力以及接触斑面积的影响规律,基于SIMPACK动力学软件,分别设置内轨和外轨的摩擦因数为0.2、0.3、0.4并组合成9种不同的工况,计算内轨和外轨在半径为350 m的圆曲线线路中的最大法向、纵向和切向应力与对应的接触斑面积。研究结果表明;1)内轨应力集中于钢轨中心偏右的轨面区域,外轨应力集中于轨角区域;2)外轨法向应力约为内轨法向应力的1.28倍,外轨纵向和切向应力分布以拉力产生的负应力为主导,接触区域部分受拉、部分受压,产生蠕滑现象,导致侧磨;3)内轨和外轨的法向、切向应力变化与摩擦因数呈线性关系,纵向应力与摩擦因数具有非线性特征;4)摩擦因数的取值对法向接触斑面积无明显影响,当摩擦因数分别在0.2~0.3、0.3~0.4范围内时,内轨和外轨的纵向、切向接触斑面积变化更加显著。研究成果可为进一步揭示轮轨接触疲劳磨耗等问题提供参考依据。 展开更多
关键词 轮轨接触 三向应力 接触斑面积 摩擦因数 小半径曲线
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道岔区轮轨滑动接触摩擦热力耦合特征分析
15
作者 韩峰 李国民 +3 位作者 魏昊 刘洋 陈磊 刘泽龙 《铁道学报》 北大核心 2025年第6期113-121,共9页
以12号单开道岔转辙器区14~16号轨枕处基本轨和尖轨为研究对象,研究LM磨耗型踏面车轮通过道岔转辙器区的轮轨间滑动摩擦热力特性。基于非稳态热传导原理,建立轮轨热力耦合动力学模型,计算不同工况下磨耗车轮通过岔区的钢轨接触点力学变... 以12号单开道岔转辙器区14~16号轨枕处基本轨和尖轨为研究对象,研究LM磨耗型踏面车轮通过道岔转辙器区的轮轨间滑动摩擦热力特性。基于非稳态热传导原理,建立轮轨热力耦合动力学模型,计算不同工况下磨耗车轮通过岔区的钢轨接触点力学变化特性及接触斑处温升,判断在相应道岔区的摩擦热高温区和应力集中区。研究结果表明,随着轮轨滑动摩擦,道岔区轮轨产生摩擦高温,最大温升点位于接触斑后半部。列车轴重是影响道岔区钢轨温升的主要因素,轴重越大,轮轨之间的接触压力越大,热源越强,导致轮轨摩擦温升更高,滑动速度对其影响较小。尖轨和基本轨的摩擦热与接触应力的差异稳定在14.67~48.90 MPa范围内,说明该区域道岔结构稳定,两轨受力均衡。 展开更多
关键词 道岔区 铁道工程 摩擦热 热力耦合 数值模拟
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基于FEDformer的高速铁路轨道不平顺和车辆车体加速度关联模型
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作者 郝晓莉 樊志兴 +1 位作者 杨飞 王剑 《铁道学报》 北大核心 2025年第10期62-69,共8页
车体振动加速度表征轮轨相互作用动力学响应,是评估轨道局部缺陷和长期性能演变的敏感指标。提出一种改进的FEDformer深度学习模型,实现从轨道几何参数到车体振动加速度的预测。研究采用中国高速铁路综合检测列车实测数据,输入包括8维... 车体振动加速度表征轮轨相互作用动力学响应,是评估轨道局部缺陷和长期性能演变的敏感指标。提出一种改进的FEDformer深度学习模型,实现从轨道几何参数到车体振动加速度的预测。研究采用中国高速铁路综合检测列车实测数据,输入包括8维轨道不平顺参数及列车运行速度,输出为车体垂向、横向振动加速度。针对轨道-车辆系统的复杂耦合特性,设计不等长序列处理方式、数据维度扩增方法,通过频域注意力机制增强波长敏感性,以提升垂向、横向振动的预测精度。跨线路、跨车型验证结果表明,相较于业界方法,本模型使垂向振动预测相关系数提升1.29%~14.77%,横向振动预测相关系数显著提高3.89%~31.01%。研究成果为轨道状态评估提供新的技术手段,为轨道养护决策提供科学依据。 展开更多
关键词 轨道健康监测 车体振动 深度学习 频域分析 FEDformer
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钢轨波磨激励下的e型弹条振动疲劳断裂机理
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作者 董丙杰 陈光雄 +3 位作者 冯晓航 任文娟 宋启峰 梅桂明 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第5期1287-1295,共9页
为研究地铁小半径曲线轨道上e型弹条异常断裂的原因,通过长期跟踪和测量成都地铁X号线钢轨波磨的发展情况,并基于摩擦自激振动理论,建立轮对-轨道-扣件系统的全实体单元有限元模型;采用隐式动态分析方法和谐响应分析方法,研究短波长波... 为研究地铁小半径曲线轨道上e型弹条异常断裂的原因,通过长期跟踪和测量成都地铁X号线钢轨波磨的发展情况,并基于摩擦自激振动理论,建立轮对-轨道-扣件系统的全实体单元有限元模型;采用隐式动态分析方法和谐响应分析方法,研究短波长波磨、长波长波磨对e型弹条振动疲劳寿命的影响.研究表明:这2种类型的钢轨波磨都会导致地铁e型弹条振动疲劳寿命减小;波磨幅值越大,导致弹条振动疲劳寿命越小;钢轨波磨不仅能够引起e型弹条产生与钢轨波磨“同频”的受迫振动,还容易激发弹条产生该频率的倍频振动;对于短波长波磨而言,由于2倍频的存在,在相同波深幅值的短波长波磨影响下,25 mm和40 mm波长的钢轨波磨最容易导致e型弹条产生振动疲劳断裂;波长为120 mm的长波长波磨的波深幅值较大时,激发出的6倍频振动导致弹条振动疲劳寿命急剧减小;由于振动强度的减弱,波长为240 mm的长波长波磨对弹条振动疲劳寿命的影响有限. 展开更多
关键词 地铁e型弹条 疲劳寿命 钢轨波磨 谐响应分析 有限元方法
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城际铁路与市域铁路互联互通限界适应性分析
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作者 许敬辉 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第7期186-191,共6页
随着《交通强国建设纲要》颁布,指明了轨道交通融合发展的目标和方向,提出轨道交通互联互通的运营需求。跨线运营作为互联互通的一种运营模式,涉及限界、客流、行车、信号、供电等多个专业领域研究,其中限界是跨线运营的基础条件。从城... 随着《交通强国建设纲要》颁布,指明了轨道交通融合发展的目标和方向,提出轨道交通互联互通的运营需求。跨线运营作为互联互通的一种运营模式,涉及限界、客流、行车、信号、供电等多个专业领域研究,其中限界是跨线运营的基础条件。从城际铁路与市域铁路现行限界标准体系差异化入手,通过对城际铁路与市域铁路车辆参数、供电制式、轨道参数、线路条件等制定限界的技术条件分析以及车站、区间建筑限界的技术标准校核,得出以下结论:(1)市域A/B型车铁路与城际铁路受最小线间距标准与站台限界差异化影响,不具备跨线运营条件;(2)市域C/D型车铁路与城际铁路具备基本的跨线运营条件,但跨线运行时需对站台、站台门、区间疏散平台及曲线地段构筑物、设备进一步校核限界;(3)考虑乘客舒适度要对跨线运行车体密封性能和车隧阻塞比进行核算。 展开更多
关键词 城际铁路 市域铁路 互联互通 限界 跨线运营 车辆参数 供电制式
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密贴下穿影响下地铁车站振动源强演变分析
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作者 曹洋 施皓 +1 位作者 李交锋 陶静 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期149-158,共10页
密贴下穿作为地下工程近接施工的极端情况,将引起既有结构显著的受扰变形,直接影响结构的正常服役性能。以冻结暗挖下穿运营地铁车站为研究目标,基于车辆-线路耦合动力学方法与有限元精细化建模手段进行联合仿真,建立用于模拟滨海软弱... 密贴下穿作为地下工程近接施工的极端情况,将引起既有结构显著的受扰变形,直接影响结构的正常服役性能。以冻结暗挖下穿运营地铁车站为研究目标,基于车辆-线路耦合动力学方法与有限元精细化建模手段进行联合仿真,建立用于模拟滨海软弱地层中垂直交叠结构密贴下穿施工的动力有限元模型,并借助对现场运营线路的实时测试加以验证。通过将密贴下穿引起的既有线不平顺转化为轮轨动力激振施加于有限元仿真模型,计算并分析了轨道结构与隧道基础间的动力传递时频特性,进而模拟了车站振动源强在地层冻结前后及新建隧道开挖贯通阶段的演变过程。结果表明:地铁线路中轮轨激振经由轨道结构各层传递至隧道基础,进而引起结构底板及侧墙相继振动,受到传递距离及方向的影响,系统动力在传递路径中连续衰减,使得隧道侧墙振动相较于轨道道床呈现较低水平,但两者响应幅值在密贴下穿开挖导致既有线不平顺增长阶段,呈现了不同程度的提升,且轨道道床增幅更为显著;地铁车站振动源强的频率分布大多集中在200 Hz以下,其中密贴施工引起线路不平顺的主要影响频段在40 Hz以内,源强在8~40 Hz之间与不平顺幅值正相关,而隧道侧墙振动在8 Hz以下的低频区域出现了放大现象。 展开更多
关键词 地铁车站 密贴下穿 振动源强 动力演变 动力有限元
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钢轨波磨区段科隆蛋扣件弹条断裂机理 被引量：2
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作者 崔晓璐 彭双千 +2 位作者 徐佳 钟建科 祁亚运 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第1期205-213,共9页
钢轨波磨作为地铁线路的典型钢轨损伤形式,其高发区段常伴随着扣件弹条断裂问题,严重影响列车的运营安全.其中,科隆蛋扣件小半径区段是钢轨波磨的高发区段.为探究科隆蛋扣件弹条的断裂机理,首先结合现场调研,构建包含完整科隆蛋扣件的轮... 钢轨波磨作为地铁线路的典型钢轨损伤形式,其高发区段常伴随着扣件弹条断裂问题,严重影响列车的运营安全.其中,科隆蛋扣件小半径区段是钢轨波磨的高发区段.为探究科隆蛋扣件弹条的断裂机理,首先结合现场调研,构建包含完整科隆蛋扣件的轮对-钢轨-扣件系统有限元模型;然后,从共振响应的角度探究轮轨摩擦耦合振动激励下科隆蛋扣件弹条的共振响应;最后,从疲劳寿命角度,对比有无波磨区段科隆蛋扣件弹条的疲劳寿命情况,并以此量化不同弹条的疲劳损伤情况.研究结果表明:在钢轨波磨高发区段,轮轨摩擦耦合振动主频与科隆蛋扣件弹条一阶约束模态一致,轮轨摩擦耦合振动引起的弹条共振是科隆蛋扣件断裂的主要原因;钢轨波磨加剧了轮轨摩擦耦合振动,使得科隆蛋扣件弹条寿命相较无波磨区段下降99.04%,仅为设计寿命的3.11%;此外,科隆蛋扣件小半径曲线区段低轨工作边一侧的弹条更容易发生疲劳失效,失效位置位于其弹条后拱端内侧. 展开更多
关键词 钢轨波磨 轮轨摩擦耦合振动 弹条断裂 共振响应 疲劳失效
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