城市輕軌交通浮置板減振系統(tǒng)動(dòng)力特性研究.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，軌道交通以其承載量大、快速便捷、造價(jià)低廉等優(yōu)勢特點(diǎn)，已成為大中城市交通體系中不可缺少的重要運(yùn)輸方式。然而隨之而來的結(jié)構(gòu)振動(dòng)與環(huán)境噪聲問題逐漸成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。軌道結(jié)構(gòu)既是振動(dòng)噪聲源，又是向基礎(chǔ)傳遞振動(dòng)的中間環(huán)節(jié)，且其振動(dòng)反作用于車輛振動(dòng)，因而，減振降噪軌道將在宏觀上達(dá)到降噪的目的。浮置板軌道結(jié)構(gòu)是目前最為有效的減振降噪軌道結(jié)構(gòu)形式，本文在已有研究的基礎(chǔ)上，對浮置板隔振系統(tǒng)的傳遞特性和車輛-浮置板-橋梁耦合動(dòng)力問

2、題進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究，取得了部分有創(chuàng)新意義的成果： (1)以雙層隔振理論研究浮置板軌道結(jié)構(gòu)的傳遞特性：利用積分變換方法，分別將短型(剛體模型)與長型(彈性基礎(chǔ)自由梁模型)浮置板軌道結(jié)構(gòu)振動(dòng)微分方程轉(zhuǎn)換到波數(shù)-頻率域上，利用雙層隔振理論，求得系統(tǒng)的頻響函數(shù)、傳遞率、彌散曲線(共振頻率)及軌道結(jié)構(gòu)臨界速度等函數(shù)及物理量，從而給出評(píng)價(jià)短型、長型浮置板軌道結(jié)構(gòu)傳遞特性的有效數(shù)學(xué)方法。 (2)考慮輪軌的瞬時(shí)脫離，導(dǎo)出了車-橋耦合

3、振動(dòng)半解析解：為研究軌道結(jié)構(gòu)激勵(lì)問題，在經(jīng)典車橋耦合振動(dòng)分析解析解的基礎(chǔ)之上，推導(dǎo)了考慮輪軌瞬時(shí)脫離的車橋耦合振動(dòng)分析的半解析解，并編制程序Semi-AnalyticalProgramofVehicle-BridgeInteraction(SAPVBI)。該半解析解可考慮移動(dòng)力、移動(dòng)質(zhì)量、移動(dòng)二系質(zhì)量及移動(dòng)車輛模型，并可退化為經(jīng)典車橋耦合振動(dòng)分析的解析解模型。由于SAPVBI的簡便、易于實(shí)現(xiàn)及容易控制，該方法可用作研究車輛-復(fù)雜下部結(jié)構(gòu)

4、(包括軌道結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)等)耦合振動(dòng)分析的數(shù)值仿真軟件簡化模型的比較尺度. (3)提出了處理輪軌瞬時(shí)脫離耦合作用的“動(dòng)態(tài)單元”算法：提出“動(dòng)態(tài)單元”的數(shù)值算法來模擬輪軌接觸點(diǎn)和接觸狀態(tài)隨時(shí)空變化的動(dòng)態(tài)相互作用。論文在“動(dòng)態(tài)單元”的理論構(gòu)架下，建立了求解車輛-結(jié)構(gòu)耦合振動(dòng)分析的數(shù)值方法，有效解決了考慮輪軌瞬時(shí)脫離時(shí)相互作用的合理模擬。 (4)建立了考慮輪軌瞬時(shí)脫離的車輛-浮置板軌道-橋梁的耦合振動(dòng)模型，編制了時(shí)程分析軟件：考慮

5、輪軌瞬時(shí)脫離，車輛采用多剛體模型，下部浮置板軌道、板下基礎(chǔ)分別采用彈性基礎(chǔ)自由梁和簡支梁模型，編制了車輛-軌道-橋梁耦合振動(dòng)分析的有限元軟件Vehicle-StructureDynamicProgram(VSDAP)。軟件校驗(yàn)方面，采用“化整為零、分塊驗(yàn)證、逐步擴(kuò)充、系統(tǒng)總結(jié)”的思路，與Ansys、解析解或半解析解比較研究；同時(shí)與現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果對比，完成了軟件有效性的驗(yàn)證。該軟件界面友好，核心主體計(jì)算程序完全模塊化，便于擴(kuò)展且具有良好的可