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摘要
为分析地铁直线段钢轨波磨的成因及发展特性,基于轨道结构有限元模型和车辆-轨道耦合动力学模型,运用模态分析和动力分析对钢轨波磨的产生和发展进行研究。结果表明:(1)实测波磨的线路条件和通过频率范围与Pinned-Pinned共振导致的响轨波磨接近,初步认为该区段发生的波磨可能为响轨波磨;(2)轨道结构模态分析发现,513.7 Hz处的振动模态为轨道结构的横向Pinned-Pinned共振模态,1 050.0 Hz处的振动模态为轨道结构的垂向Pinned-Pinned共振模态;车辆-轨道耦合模型动力分析发现,钢轨垂向振动加速度级在中心频率500、1 000 Hz处幅值较高,分别为69.7、70.1 dB,且上述中心频率所对应的1/3倍频程带宽为轨道结构发生Pinned-Pinned共振的频率范围,因此分析认为该线路上的钢轨波磨为轨道结构Pinned-Pinned共振所致的响轨波磨;(3)不同轨枕间距和运营速度下的钢轨垂向振动加速度级变化趋势基本一致,且中心频率500、1 000 Hz处的钢轨垂向振动加速度级幅值较高。随着轨枕间距和运营速度的变化,500、1 000 Hz处的钢轨垂向振动加速度级变化趋势相同;通过改变轨枕间距和运营速度,可以使得钢轨垂向振动加速度级发生明显变化,说明适当的轨枕间距(700 mm左右)和运营速度(80 km/h左右)能够有效地控制响轨波磨的产生和发展。
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