基于SIMPACK和ANSYS路基上CRTSI板式轨道列车运行安全性和舒适性的可靠度分析

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1、分类号UDC硕士学位论文基于SIMPACK和ANSYS路基上CRTSI板式轨道列车运行安全性和舒适性的可靠度分析BasedontheSIMPACKandANSYSsubgradeCRTSIslabtracktrainrunningsafetyandcomfortinreliabilityanalysis作者姓名：学科专业：学院(系、所)：指导教师：李宇翔交通运输工程(道路与铁道工程)土木工程学院娄平教授论文答辩日期』!!盘：!!：±±答辩委员会主席中南大学2012年11月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行

2、的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：蕉茎翘．日期：业年止月旦日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中

3、国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：廛至翘导师签名：日期：垃年止月笪摘要CRTSI型板式无砟轨道是高速铁路轨道结构的主要类型之一，在我国得到广泛的应用。由于轨道不平顺的随机特性，列车一板式轨道系统动力响应亦是随机的，对该系统动力响应进行概率分析，将对板式轨道的结构设计具有一定的参考价值。本文围绕路基上CRTSI型板式无砟轨道列车运行安全性和舒适性的可靠度问题，展开的主要研究内容如下：1．利用ANSYS和SIMPACK两个软件，建立更加符合实际情况的车辆一轨

4、道耦合系统模型。首先在ANSYS里分别采用梁单元和板单元模拟钢轨和轨道板，对所建模型进行子结构和模态分析，获得导入SIMPACK中的所需文件，然后通过FEMBS的专用接口，生成SIMPACK中的专用fbi文件形式，通过SIMPACK中的flexbody通道导入软件中；其次是在SIMPACK里建立车辆模型，车辆模型包括一个车体、两个转向架、和四个轮对；根据钢轨和轨道板在ANSYS中划分的节点坐标建立相应的标记点，这些标记点通过力元和阻尼进行连接，以达到相互联系的效果。2．利用铁科院在广深淮高速铁路上的实测数据，验证本文所建模型的正

5、确性。3。获取车辆一轨道系统随机动力响应最大值随机变量的样本值。列车分别以200km／h、250km／h、300km／h、350km／h这四种速度在轨道上运行，每运行一次，将产生系统动力响应(随机过程)的一个样本函数。统计列车运行距离内各动力响应的最大值。所得到的数值即为相应动力响应最大值(随机变量)的一个观测值。列车以每种速度运行200次，即可获得该速度条件下系统动力响应的最大值随机变量的200个观测值。4．列车运行安全性和舒适性的可靠度分析。运用数理统计的方法并结合数理统计分析软件SPSS对系统动力响应最大值随机变量进行概率

6、分析，得到列车每种速度下轮轨力、车辆加速度、钢轨中点加速度、轨道板中点加速度等最大值随机变量的均值、标准差，以及其服从正态分布的结论；这些动力响应最大值随机变量的均值、均值与3倍标准差的和基本随列车速度的增大而增大；车辆加速度和轮重减载率的可靠度分析结果表明，动(拖)车在钟速度运行下的安全性与舒适性具有足够的可靠度，随着车速的增加，其可靠指标具有减小的趋势。关键词：ANSYS，SIMPACK，车辆一轨道耦合系统，安全性，舒适性，可靠度，路基Ⅱ虫直太堂亟±堂僮途塞丛墨主!堑圭AbstractBallastlesstrackison

7、eofthemaintypesofhighspeedrailwaytrackstructure，ThetrackstructureinChinaiswidelyusedinthenumberofhi曲一speedpassengerdedicatedline．Duetotrackirregularitystochasticcharacteristics，trainandslabtracksystemdynamicresponseiSalsorandom，Onthesystemdynamicresponseprobabilityan

8、alysisofslabtrackstructure，thedesignhasacertainreferencevalue．mspapercompletedthefollowingmaincontents：1．Establishmentofvehicletrac