地铁轨道结构减振性能的仿真分析.pdf

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1、第39卷第1期同济大学学报(自然科学版)V01．39No．12011年1月J叫RNALOFTONGJIUNIVERSITY(NATURALSCIENCE)Jan．2011文章编号：0253—374X(2011)01—0085—05DOI：10．3969／j．issn．0253—374x．2011．01．016地铁轨道结构减振性能的仿真分析耿传智，余庆(同济大学铁道与城市轨道交通研究院，上海200331)摘要：采用减振轨道结构是轨道交通最为有效的减振技术措施．不同的轨道结构和参数直接影响减振效果．通过建立车1地铁车辆一轨道结构的振动分析辆一轨道系统动力分析模型，仿真分析了不同地铁轨道结构动

2、力参数变化对减振性能的影响．1．1振动分析模型关键词：轨道结构；振动；动力仿真；动力学根据地铁轨道结构的特点，运用车辆一轨道交互中图分类号：U211．3文献标识码：A作用动力学原理，建立了地铁车辆一轨道结构动力交互作用模型，如图1—3所示．ShockAbsorptionAnalysisofSubwayRailTrackStructureGENGChuanzhi，YUQ／ng(InstituteofRailwayandUrbanRailTransit，TongjiUniversity，Shanghai200331，China)图1车辆一弹性扣件轨道动力学分析模型Fig．1Metrovehi

3、cle-elasticfastenertrackAbstract：Choosingreasonabletrackstructureisthemostdynamicanalyticmodeleffectivemethodtoreducevibrationinthisfield．Theperformanceofvibrationreductiondependsonthetypeoftrackstructureandtheirpamameters．Byestablishinganmetrovehicle—tracksystemdynamicmodel，ananalysisismadeofdif

4、ferentdynamicperformanceparametersoftrackstructure，andtheimpactoftrackdynamicparametersonthe图2车辆一弹性支承块轨道结构动力学分析模型vibrationeliminationperformance．Fig．2Metrovehicle-elasticsupportingblocktrackKeywords：trackstructure；vibration；dynamicaldynamicanalyticmodelsimulation；dynamics轨道结构在车辆一轨道一隧道土层环境振动体系中，不但

5、是产生地铁运行振动的根源之一【1]，同时也是这一振动的传递载体，其结构参数(质量、刚度、阻尼等)直接决定了振动传播的大小．合理选择轨道结图3地铁车辆一浮置板轨道动力学分析模型构的型式和结构参数，是减振降噪的根本途径．本文Fig．3Metrovchicle-floatingslabtrackdynamic通过建立3种轨道轮轨动力仿真模型，分析不同轨analyticmodel道结构及参数对减振性能的影响，用于指导轨道结模型中，将钢轨视为弹性点支承基础上的构设计和选型．Bernoulli-Euler梁；钢轨支承点按实际扣件节点间距收稿日期：2009—10—27基金项目：上海市科委项目(03DZ

6、12O18)第一作者：耿传智(1963一)，男，副教授，工学博士，主要研究方向为轨道结构与减振降噪技术．E-mail：gengchzh@163．corn同济大学学报(自然科学版)第39卷布置；扣件及轨下垫板、橡胶套靴及块下垫板简化为为各车轮的运动坐标，J=1，2，3，4．两层均布的线性弹簧和黏滞阻尼；弹性支承块简化为对于弹性支承块轨道结构，钢轨的模型与上述一质量体，混凝土基础视为刚性；浮置板纵向视为有相同，钢轨与支承块以及支承块与基础之间线性弹阻尼的弹性支承上的短梁；轨下橡胶垫块和浮置板下簧和黏性阻尼连接．将钢轨位移表达式带入并整理弹性支座以均布的线性弹簧和黏滞阻尼表示_3]．得支承块振

7、动微分方程为将车体视为具有一、二系悬挂的由车体、转向架MZ。(t)+(CDi+Cb)Z。(t)+及轮对组成的刚性系统；并假设车体前后、左右对旦(K+Kb{)Z。(t)一CYh(xi)口(t)一称，转向架构架左右对称；悬挂系统阻尼考虑为黏性h=l阻尼『4]．因此，车体具有10个自由度，即车体垂向运动、点头运动、前后转向架构架的垂向和点头运动、4Kpi∑Yh()qh(￡)=0i=1一N(2)h=l个轮对的垂向运动．通过对各个刚体逐一应用