弹性支承块式无砟轨道钢轨抗倾翻性能全参数化计算方法
文档名：弹性支承块式无砟轨道钢轨抗倾翻性能全参数化计算方法
摘要：列车通过弹性支承块式无砟轨道时,扣件和弹性支承块的弹性叠加容易使钢轨倾翻角和轨头横移量显著增大,导致动态轨距扩大,进而影响列车运行的安全性和平稳性.综合考虑轮轨激励形式及其载荷作用关系(包括轮轨垂向力的准静态成分、动态成分及其作用位置、轮轨水平力及其作用位置以及钢轨廓形等)、扣件系统力学特性及其几何参数(包括扣件系统的垂向及横向刚度和阻尼以及外形尺寸等)、弹性支承块力学特性及其几何参数(包括弹性支承块的各向刚度、模量、泊松比以及外形尺寸等),建立准确的力学分析模型和几何关系模型,全面清晰地表征了弹性支承块式无砟轨道结构受力特点.基于力矩平衡计算原理,提出弹性支承块式无砟轨道钢轨抗倾翻性能全参数化计算方法,根据单节点实尺模型残余变形试验对理论计算结果进行修正,若考虑消除初始装配间隙影响,支承块间距扩大理论计算值增加0.04mm加以修正,轨距扩大量应增加0.2mm加以修正,通过对比分析计算结果、单节点实尺模型试验结果与传统实体有限元模型仿真结果,证明数据吻合度极高.分析与计算结果表明,本文提出的全参数计算方法与单节点实尺模型试验结果、实体有限元模型仿真结果吻合程度良好;利用本文所提出的弹性支承块式无砟轨道钢轨抗倾翻性能全参数化计算方法,可以高效准确地开展多参数敏感性分析;能够为不同运营条件下弹性支承块式无砟轨道结构及其部件优化提供设计依据,并奠定充分的理论基础.
Abstract：Thefastenerandelasticsupportblockmayincreasetherailoverturnangleandtherailheadlateraldisplacement,whenthetrainpassesthroughtheelasticsupportblockballast-lesstrack,whichcouldaffectthesafetyandstabilityofthetrainoperation.Inthispaper,thewheel-railinteractionrelationship(includingwheel-railverticalforceanditsactionposition,wheel-railhorizontalforceanditsactionposition,railprofile,etc.),themechanicalandgeometricparametersofthefasteningsystem,andthemechanicalandgeometricparametersoftheelasticsupportblockwereconsideredcomprehensively.Themechanicalandgeometricmodelwereestablishedaccurately,whichcomprehensivelyandclearlyrepresentedthemechanicalcharacteristicsoftheelasticsupportblockballast-lesstrackstructure.Basedontheprincipleofmomentcalculation,afullyparametriccalculationmethodfortheanti-overturningperformanceoftheelasticsupportblockballast-lesstrackrailwasconstructed.Combinedwiththeresidualdeformationexperimentofthesingle-nodefull-scalemodel,thecalculationresultswereinagoodagreementwiththesingle-nodefull-scalemodelexperimentalresultsandthesolidfiniteelementmodelsimulationresults.Basedonthecalculationprincipleofmomentbalance,afullyparametriccalculationmethodwasproposedfortheanti-overturningperformanceoftheelasticsupportblocktypeballast-lessrailtrack.Thetheoreticalcalculationresultswererevisedaccordingtotheresidualdeformationtestofthesingle-nodefull-sizemodel.Thetheoreticalcalculationvalueoftheexpansionofthesupportblockspacingwasincreasedby0.04mmtocorrectwhentheinfluenceoftheinitialassemblygapwaseliminated.Thegaugeextensionshouldbeincreasedby0.2mmtobecorrected.Bycomparingandanalyzingthecalculationresults,thetestresultsofsingle-nodefull-sizemodelandthesimulationresultsoftraditionalsolidfiniteelementmodel,itisprovedthatthedataagreedsatisfactorily.Theconclusionshowsthattheanalysisofmulti-parametersensitivitycanbecarriedoutefficientlyandaccuratelybyusingthismethod,whichprovidesthedesignbasisfortheoptimizationofthestructureandcomponentsoftheelasticallysupportedblockballast-lesstrackunderdifferentoperationconditions.
作者：杜香刚 王继军 王卫东 朱光楠 张爽 Author：DUXianggang WANGJijun WANGWeidong ZHUGuangnan ZHANGShuang
作者单位：中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所,北京100081;高速铁路轨道轨道系统全国重点实验室,北京100081中南大学土木工程学院,湖南长沙410075哈尔滨工业大学航天学院,黑龙江哈尔滨150001北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044
刊名：铁道科学与工程学报 ISTICPKU
Journal：JournalofRailwayScienceandEngineering
年，卷(期)：2024, 21(4)
分类号：U213.6
关键词：弹性支承块式无砟轨道钢轨抗倾翻性能轨距保持能力实尺模型试验全参数化计算方法
Keywords：lowvibrationtrackrailanti-rollperformancetrackgaugekeepingabilityfullscalemodeltestfullparametriccalculationmethod
机标分类号：U213.244TH17U448.216
在线出版日期：2024年5月17日
基金项目：中国铁道科学研究院集团有限公司科研项目弹性支承块式无砟轨道钢轨抗倾翻性能全参数化计算方法[
期刊论文]铁道科学与工程学报--2024, 21(4)杜香刚王继军王卫东朱光楠张爽列车通过弹性支承块式无砟轨道时,扣件和弹性支承块的弹性叠加容易使钢轨倾翻角和轨头横移量显著增大,导致动态轨距扩大,进而影响列车运行的安全性和平稳性.综合考虑轮轨激励形式及其载荷作用关系(包括轮轨垂向力的准静...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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