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摘要
为了研究周期性三维轨道结构中弹性波传播规律，采用波有限元方法建立结构元胞动刚度矩阵，基于Bloch定理求解结构中弹性波波数和特征向量，得到其频散曲线，进一步结合弹性波叠加方法，计算无限长三维轨道结构响应。对比平面半轨道结构模型，三维轨道结构中频散曲线数量增加一倍，出现结构非对称波模态。此外，三维轨道结构中存在明显的弹性波耦合与转换，在同一条频散曲线中，可同时存在以弯曲波或扭转波为主的波模态，并在群速度最小位置发生波模态转换。由于三维轨道结构中存在对称与非对称弹性波模态，轨枕局域共振只与其中一类行波产生单一耦合，因此无法形成完全局域共振带隙。最后，采用振动传递系数验证弹性波在轨道结构中的传播规律，阐明不同荷载激励条件下轨道结构弹性波带隙的表现行为。
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单位中国铁道科学研究院集团有限公司; 西南交通大学
