鋼軌在不同頻率垂向振動(dòng)作用下的應(yīng)力傳遞特性研究.pdf

1、測(cè)試表明鋼軌的一些病害與某些特定頻率的振動(dòng)以及沖擊有關(guān)，研究鋼軌在不同頻率下的應(yīng)力特點(diǎn)及傳遞特性很有必要。本文在總結(jié)鋼軌的受力狀況、鋼軌應(yīng)力計(jì)算方法以及國(guó)內(nèi)外鋼軌振動(dòng)傳遞特性研究的基礎(chǔ)上，建立了120m的鋼軌實(shí)體有限元振動(dòng)分析模型，利用各類應(yīng)力的傳遞函數(shù)、應(yīng)力云圖、應(yīng)力矢量圖以及典型頻率下鋼軌的振型，來研究在0～2000Hz頻率范圍內(nèi)鋼軌在垂向激勵(lì)下各種應(yīng)力的傳遞特性。對(duì)比分析了鋼軌Euler梁、Timoshenko梁模型和實(shí)體模型在垂

2、向激勵(lì)下的應(yīng)力傳遞特性。此外，分析了激振點(diǎn)作用位置、軌下剛度和阻尼等因素對(duì)鋼軌應(yīng)力傳遞特性的影響。
　　研究表明，鋼軌的應(yīng)力狀態(tài)與頻率有關(guān)，與靜力計(jì)算的差異較大；鋼軌彎曲應(yīng)力與剪應(yīng)力在不同頻率下呈現(xiàn)的應(yīng)力狀態(tài)規(guī)律不同，且不同方向上剪應(yīng)力狀態(tài)也受頻率的影響。從應(yīng)力角度考慮，鋼軌Euler梁模型和Timoshenko梁模型只適用未達(dá)到共振頻率下的應(yīng)力狀態(tài)分析，在達(dá)到共振頻率后兩種鋼軌梁模型的應(yīng)力幅值上下波動(dòng)較為劇烈，與實(shí)體模型計(jì)算不符

3、。對(duì)于實(shí)體模型，激振點(diǎn)作用在軌枕上部與作用在兩軌枕中間，應(yīng)力水平在不同頻段上呈現(xiàn)的規(guī)律不同。不同頻率下，軌下垂向剛度對(duì)鋼軌的彎曲應(yīng)力狀態(tài)的影響呈現(xiàn)不同的規(guī)律，與距激勵(lì)點(diǎn)的距離和鋼軌斷面上不同位置有關(guān)，與靜力作用下的彎曲應(yīng)力狀態(tài)差別較大；軌下垂向剛度對(duì)不同方向剪應(yīng)力狀態(tài)影響在不同頻率下也呈現(xiàn)不同規(guī)律。軌下垂向阻尼對(duì)鋼軌的彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力狀態(tài)的影響隨頻率的變化也呈現(xiàn)不同的規(guī)律。
　　本文首次分析了鋼軌各類應(yīng)力狀態(tài)隨頻率的變化規(guī)律，可為