基于ANSYS的浮置板轨道结构模态分析.pdf

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1、第14卷第2期石家庄铁路职业技术学院学报VOL．14No22015年6月JOURNALOFSHIJIAZHUANGINSTITUTEOFRAILWAYTECHNOLOGYJun．2015基于ANSYS的浮置板轨道结构模态分析李贵阔廖英英李向国(石家庄铁道大学河北石家庄050043)摘要；为对浮置板轨道结构参数进行动态优化设计，采用ANSYS软件中的缩减法对结构进行模态分析，研究结构的振动特性。在此基础上，详细分析浮置板长度、密度和钢弹簧支承间距、刚度4个结构参数变化对固有频率的影响。由分析结果可知，在

2、满足结构相应要求的前提下，可以适当增加浮置板的长度、密度和钢弹簧支承间距，或者适当降低钢弹簧的刚度。关键词：浮置板轨道模态分析振动特性ANSYS中国分类号：U213．2文献标识码：A文章编号：1673．1816(2015)02—0067．04据中国轨道交通网统计，截止2014年底，中国共有37座城市获准修建城市轨道交通，其中22座城市已经开通运营的线路总里程达2933．26公里。轨道交通蓬勃发展的同时，也带来了日益严重地振动与噪声问题。浮置板轨道结构具有较高的减振效果，对其进行振动频率分析，有着重要的

3、现实意义。孙晓静等⋯建立列车——轨道结构二维耦合模型，讨论了系统振动特性以及钢弹簧刚度和阻尼对乘车舒适度和地基反力的影响。丁德云等[2】采用MIDAS／GTS软件建立三维有限元模型，选用子空间迭代法进行模态分析，研究了浮置板轨道结构参数对系统振动频率的影响。曹宇泽等pJ建立“车辆——轨道——隧道”空间有限元模型，分析了减振设计关键因素，对比了不同工下固有频率和减振性能。本文采用ANSYS中的缩减法进行模态提取，该法适用于提取小到中等模型(小于10000个自由度)的所有模态。计算过程就是通过缩减模型矩阵

4、的大小以实现快速简便的分析。缩减法一般需要预先人为定义自由度，而所选择的主自由度是否合适对结果很重要【4J1模态分析有限元模型及实体模型的建立根据参考文献[2．5．6]，浮置板轨道结构模态分析基本参数选择如下：钢轨：质量m=60kg／m；弹性模量E=210Gpa；泊松比0．3；钢轨容重7960kN／m。浮置板：长x宽×高=24mX3．0mXO．5m；密度2500kg／m3弹性模量E=32Gpa。扣件：刚度50kN／mm~阻尼50kN·s／m；间距0．6m。钢弹簧：刚度10kN／mm；阻尼75kN·s，

5、m；横向中心间距2m；纵向中心间距2m。建立浮置板轨道系统有限元模型时，既要如实地反映浮置板轨道系统实际结构的重要力学特性，又要尽量采用较少的单元和简单的单元形态，以保证有较高的计算精度和减少计算工作量。其计算收稿日期：2015—03—18作者简介：李贵阔(1986一)，男，山东郓城人，硕士，研究方向轨道减振。基金项目：国家自然科学基金项目(11302137)；河北省自然基金项目(A2015210005)67