高速磁浮列车-柔性轨道梁横向耦合振动

作者：王淼; 宋振森^*; 滕念管

来源：铁道科学与工程学报, 2022, 19(02): 301-309.

DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20210156

• 高速磁浮
• 横向耦合振动
• 轨道梁

时速600 km/h高速磁浮列车-轨道梁耦合系统的横向动力学性能对系统安全性、舒适性和经济性有重要影响，有必要建立列车-轨道梁的横向耦合振动统一方程组模型进行研究。基于多刚体动力学，采用矩阵组装法建立246自由度的5节编组列车横向振动微分方程组；基于连续体受迫振动理论，采用模态叠加法建立240自由度的40跨柔性轨道梁的横向振动微分方程组；通过对均布磁浮力进行离散化处理，基于PD控制算法建立156个磁浮间隙代数方程组；采用三角级数法对轨道不平顺功率谱密度函数进行时域反演，考虑轨道横向不平顺对磁浮系统耦合振动的影响。采用软件Mathematica编写了高速磁浮系统横向耦合振动的微分代数方程组模型，并数值求解得到系统动力时程响应。研究结果表明，理论模型能够完整反映高速磁浮系统轨道梁、磁浮间隙和车辆的振动规律，可有效模拟轨道不平顺、风致横向荷载联合作用下的系统横向耦合振动；数值模拟结果表明：轨道梁跨中最大位移与车速呈正相关关系，且存在一临界车速使得跨中最大加速度取最大值；新型轨道梁各车速下跨中最大位移小于0.32 mm，其横向动力学性能满足要求。研究成果可为高速磁浮轨道结构设计和关键技术研究提供参考。

• 单位
  上海交通大学; 建筑工程学院