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摘要
本文将周期轨道结构简化为周期离散支承钢轨结构,对其垂向振动带隙特性进行了研究.将钢轨等效为Timoshenko梁,通过平面波展开法计算了周期轨道结构垂向振动带隙特性,与采用实体单元的有限元法进行了比较,并进一步分析了各阶带隙频率的物理意义.结果表明, 0～1500 Hz范围内,采用Timoshenko梁模型能够准确地表征周期性轨道结构带隙特性.然后利用有限元法计算了有限周期轨道结构的振动传输特性,并通过钢轨传输特性实验进一步验证了其带隙特性,紧接着分析了轨道结构中不同阻尼对带隙特性的影响.接着采用功率流法分析了有限周期轨道结构中能量的传播特性,最后分析了轨道结构垂向振动各阶带隙频率与纵向温度力之间的关系,并探讨了扣件刚度、扣件间距的影响.分析结果表明,周期性轨道结构能量流也具有带隙特性,禁带范围内输入轨道功率流很少,而通带能大幅度输入功率流;周期轨道结构垂向振动第二阶带隙起始频率B(1014.41 Hz)、截止频率C(1030.06 Hz)可作为无缝线路钢轨内部温度力大小的主要评价指标.周期轨道结构中带隙特性有利于更深入地理解轨道结构中振动波的传播特性,并为铁路振动和噪声控制提供了一个新的思路.
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