基于轨道振动理论的梯形轨枕轨道钢轨波磨研究.pdf

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1、第52卷第22期机械工程学报Vbl．52NO．222016年11月JOURNALOFMECHANICALENGINEERⅡ呵GNov．20I6DoI：10．3901／JME．2016．22．121基于轨道振动理论的梯形轨枕轨道钢轨波磨研究木李霞1李伟2申莹莹3温泽峰2金学松2(1．大连交通大学交通运输工程学院大连116028；2．西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031；3．中国航天科工集团第四研究院特种车辆技术中心武汉430040)摘要：研究半径为350m梯形轨枕曲线轨道上波磨的成因。借助于现场观察和测量，获得波磨的特征参数。调查区段车辆运行速度在35km／h

2、左右，该波磨的主波长为60～100mill，其通过频率为110～180Hz；次波长为30mnl，其通过频率为324Hz。结合轨道结构振动理论对波磨成因进行预测分析。根据结构特征建立梯形轨枕轨道三维有限元实体模型，利用此模型分析轨道结构的固有特性与波磨通过频率的内在联系，对波磨的成因做出初步解释，利用该模型计算分析白噪声激励下轨道结构的频响特性，进一步揭示波磨形成的机理。将理论计算结果与现场测试数据比较，两者相吻合。研究表明，车辆通过梯形轨枕轨道时，容易引起钢轨相对于轨枕的垂横向弯曲振动，从而加剧轮轨粘滑振动，加速了该轨道曲线段波磨的形成和发展。关键词：梯形轨枕；钢轨波磨；

3、共振；频率；振动中图分类号：U260StudyontheRailCorrugationoftheLadder-typeSleepersTrackBasedontheTrackVibrationTheoryLIXialLIWei2SHENYingyin93WENZefen92JINXuesong2(1．SchoolofTrafficandTransportation，DalianJiaotongUniversity,Dalian116028；2．StateKeyLaboratoryofTractionPower,SouthwestJiaotongUniversity,Che

4、ngdu610031；3．FourthResearchInstituteofSpecialVehicle，ChinaAerospaceScience&IndustryCorp．，Wuhan430040)Abstract：Themechanismofrailcorrugationon350mtightcurvesofladder-typesleepers’trackisinvestigated．Fieldobservationsandmeasurementsareconducted．Thecharacteristicsofcorrugationareobtained．The

5、dominantwavelengthis60—100inlnandtheminorwavelengthlengthis30mm．Thevehiclespeedisapproximately37km／h．Thecorrugation-relatedfrequencybandsofthedominantandminorwavelengthare110—180Hzand324Hz，respectively．Thepossiblereasonofthecorrugationisanalyzedaccordingtothetheoryoftrackstructuredynamics

6、．Athreedimensionalfiniteelementmethod(FEM)trackmodelisestablishedanditisutilizedtoanalyzetherelationshipbetweenrailcorrugationandmodelshapeandresonancefrequency．Thepreliminaryexplanationofcorrugationformationisobtained．Thecauseofcorrugationisstudiedaccordingtotheresponseoftrackundertheexc

7、itationofwhitenoise．Thetheoreticalresultsareingoodagreementwiththefieldmeasurements．Theobtainedresultsshowthattheverticalandlateralbendingvibrationofrailrelativetotheladder-typesleepersCanbeeasilyexcitedwhenthevehiclepassesthetrack．Theyexacerbatethewheel·railstick—s