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摘要
针对某地铁短枕式整体道床轨道出现的钢轨波磨问题,开展波磨状态的现场测试,获得波磨特征参数。基于有限元理论建立轮对模型、轨道模型、单轮对-轨道模型和双轮对-轨道模型,采用谐响应分析验证模型的正确性。通过对比4种模型的固有频率以及振型特征,明确适用于钢轨波磨成因分析的理论模型。研究钢轨波磨成因与轮轨系统振动特征之间的内在联系,分析转向架轴距及扣件刚度对钢轨波磨波长及幅值的影响。研究结果表明:当钢轨波磨主、次波长分别为50 mm和315 mm时,对应的波磨通过频率为472 Hz和75 Hz;双轮对-轨道模型由于考虑了轮轨之间的相互作用以及钢轨振动波的反射,对于波磨通过频率处的轮轨系统振动特征描述更为全面,更适用于钢轨波磨成因的分析;主波长波磨的产生主要与轮轴的垂、纵向二阶弯曲振动以及两轮对之间钢轨的三阶弯曲振动有关;次波长波磨的产生主要与轮轨系统的P2共振有关;转向架轴距的增大仅会导致由钢轨横向弯曲振动引起的波磨波长增大,对由轮轴垂向、纵向振动及P2共振引起的波磨波长几乎无影响;扣件刚度的增大仅会导致由P2共振引起的波磨波长减小,对由轮轴垂向、纵向振动及轮对之间钢轨横向弯曲振动引起的波磨波长几乎无影响;钢轨波磨幅值随转向架轴距增大呈现波动趋势,但随扣件刚度增大而减小。
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单位北京交通大学; 建筑工程学院
