高速列车脉动压力作用下声屏障的强度与疲劳性能分析

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1、＿力治文邊乂華ＳＯＵＴＨＷＥＳＴＪＩＡＯＴＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ、■硕士学位论文＿ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ：＿论文题目：高速列车脉动压力作用下声屏障的强度二与疲劳性能分析工学硕士：学位类别—指导教师：＿＿—－ｏ＿五年五月国内图书分类号：Ｕ２７１．９１密级：公开国际图书分类号：６２９西南交通大学研究生学位论文高速列车脉动压力作用下声屏障的强度与疲劳性能分析年级二〇一二级姓名康健申请学位级别工

2、学硕士专业动力机械及工程指导老师李人宪教授二〇一五年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：Ｕ２７１．９１Ｕ：６２９．Ｄ．ＣＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅＴｈｅｓｉｓｇＴｈｅＳｔｒｅｎｔｈａｎｄＦａｔｉｕｅＰｒｏｅｒｔｉｅｓＡｎａｌｓｉｓｏｎｇｇｐｙＮｏｉｓｅＢａｒｒｉｅｒｉｍｄｅｒｔｈｅＡｅｒｏｄｙｎａｍｉｃＰｒｅｓｓｕｒｅｏｆＨｉｈＳｅｅｄＴｒａｉｎｇｐＧｒａｄｅ；２

3、０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＫａｎＪｉａｎｇＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｅｃｉａｌｉｔ：ＰｏｗｅｒａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｐｙｇｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＬｉＲｅｎｘｉａｎＭａｙ，２０１５西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅

4、和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密Ｅｉ，在年解密后适用本授权书；２．不保密使用本授权书。＂’’（请在以上方框内打＞／）学位论文作者签名：指导老师签名：棒曰期：＾七？４曰期：，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．对不同轨道中心线到声屏障的距离（简称中心距）和不同列车速度的声屏障外

5、流场进行了数值计算，得到了单车通过与会车通过时列车脉动压力在声屏障表面的分布规律以及气体力与车速和中心距的二元函数关系。２．参照《路基插板式金属声屏障通环２００９８２２５８３２５？，建立了声屏（），障固体结构模型，根据动力学理论对声屏障固体结构进行模态分析，采用单向流固賴合技术和有限元结构分析方法对其进行了多工况的强度计算，得到了声屏障在列车通过时的变形规律和应力时程曲线，对Ｈ型钢立柱的强度进行了校核，并得到了根据车速和中心距估算Ｈ型钢立柱等效应力和变形的拟合公式。３．采用

6、雨流计数法得到了不同中心距和不同车速下Ｈ型钢立柱的应力谱，利用线性疲劳累积损伤理论预测了现有声屏障的疲劳寿命，得到了不同工况下立柱的疲劳安全系数一，并对声屏障的结构设计与安装提出了定的建议。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己经发表或撰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。一切法律责任将由本人承担本人完全了解违反上述声明所引起的。、学位论文

7、作者签名：舉．Ｉ、丨／曰期：＞广名西南交通大学硕士学位论文第丨页摘要一声屏障是解决高速铁路沿线噪声问题的有效设施之，随着我国高速铁路的发展，，声屏障也将被广泛应用。列车高速通过时声屏障受到列车脉动压力的反复作用可能出现疲劳破坏。目前关于声屏障的研宄还远远不能满足工程实际的要求，结构设计中仍然停留在采用列车通过时产生的气体脉动压力的最大值乘以动载放大系数作为平均压力载荷的思路上，使得安全系数往往较大，造成资源的浪费，有必要研究列车通过时脉。为了实现高速铁路节能

8、环保、可持续发展的要求动压力对声屏障强度和疲劳性能的影响。本文采用粘性－ｆ两方、可压缩、非稳态形式的流体流动控制方程和标准ｙｆｃ程紊流模型对列车通过声屏障时的三维流场进行数值模拟，得到了列车通过时产生的脉动压力在声屏障表面的分布规律以及单位长度声屏障受到的气体作用力与车速和声屏障到轨道中心线距离的函数关系。参照设计标准，建立了声屏障固体结构模型。根据动力学理论对声屏障固体结构进行模态分析，采用单向流固稱合和有限元结构