国家自然科学基金(51378001)
- 作品数：15 被引量：128H指数：8
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- 相关机构：北京交通大学西南交通大学北京市地铁运营有限公司地铁运营技术研发中心更多>>
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- 相关领域：交通运输工程理学一般工业技术政治法律更多>>
- 北京地铁采用调频式钢轨减振器抑制钢轨振动的试验研究被引量：25
- 2016年
- 北京地铁剪切型减振器扣件区段大量出现钢轨波磨现象,经调查和测试分析发现：剪切型减振器扣件轨道系统在200~400Hz频段内的轮轨共振效应是引发钢轨波磨的主要原因,而剪切型减振器扣件轨道系统在此频段内阻尼过小,无法有效抑制钢轨振动。在轨腰处安装一种调频式钢轨减振器来抑制钢轨振动,进而抑制波磨发展,并在北京地铁亦庄线进行了现场试验,主要测试指标为调频式钢轨减振器安装前后钢轨振动衰减率和钢轨振动加速度。试验结果表明：安装调频式钢轨减振器,大大提高了剪切型减振器扣件轨道系统在200~400 Hz频段内的钢轨振动衰减率,有效地抑制了此频段内钢轨的振动。
- 刘卫丰张厚贵孟磊吴宗臻张衡
- 关键词：钢轨波磨
- 城市轨道交通环境振动评价指标计算与分析被引量：25
- 2017年
- 衡量城市轨道交通引起的环境振动水平的指标是最大Z振级和分频最大振级。目前,关于评价指标的计算存在着诸多混淆,影响了评价指标的计算、评价结果,甚至进一步影响线路的规划及设计。通过详细计算重叠系数及计权因子对最大Z振级计算结果的影响,发现当重叠系数达到3/4时,最大Z振级计算结果基本稳定;采用ISO 2631—1:1997中的频率计权曲线更能综合考虑轨道交通引起的环境振动对人体健康、舒适性及工作效率的影响,建议修订《城市区域环境振动标准》(GB 10070—88)时采用此频率计权曲线。针对分频最大振级计算方法中的混淆问题,计算并分析线性平均、峰值保持等方法对计算结果的影响,为保证评价结果的可靠性,建议采用峰值保持法进行计算和评价。
- 杜林林刘维宁刘卫丰马蒙
- 关键词：环境振动评价指标
- 移动荷载作用下浮置板轨道振动响应的频域快速数值算法被引量：17
- 2014年
- 视浮置板轨道为周期无限轨道结构,在移动谐振荷载作用下,运用周期结构响应的性质,引入浮置板轨道钢轨频域内响应的数学模态,将钢轨频域内的响应运用数学模态的级数叠加表达。在单个单位移动谐振荷载作用下,以钢轨频域响应的级数表达为基础,可只在一个完整板长对应的周期范围内完成钢轨与浮置板的耦合,解得该范围内的振动响应;而整个轨道结构的振动响应可由求解范围内的振动响应进行扩展得到。运用叠加原理,可求得系列、多频率成分荷载引起的浮置板轨道振动响应。与其他方法对相同问题计算结果的横向比较,验证了算法的正确性。研究结果表明:算法计算速度优越,且计算结果良好、合理,能很好地反映浮置板轨道的结构特点及动力性能。
- 马龙祥刘维宁李克飞
- 关键词：浮置板轨道轨道动力学移动荷载
- 固定谐振荷载作用下曲线轨道动力响应特性研究被引量：3
- 2017年
- 将曲线轨道视为周期性离散支撑结构,根据周期性结构的振动特性,通过引入移动荷载作用下曲线轨道梁的数学模态以及广义波数,得出曲线轨道梁频域响应的级数表达,进而求解固定谐振荷载作用下曲线轨道梁平面外弯扭耦合振动的响应特性。通过计算不同频率固定谐振荷载作用下曲线轨梁的动力响应,可以求得曲线轨梁垂向位移频响特性。对单层离散点支撑轨道模型进行计算分析可知:曲线轨道梁一阶自振频率受扣件支点垂向支撑刚度、垂向支撑阻尼系数、扣件支点间距变化影响较大,扣件支点垂向支撑刚度增加时轨梁一阶自振频率提高,垂向支撑阻尼系数增加时轨梁一阶自振频率略有减少,扣件支点间距减小时轨梁一阶自振频率提高;扣件支点间距对曲线轨梁频响特性具有显著的影响,跨中处一阶pinned-pinned共振峰幅值及支点处反共振峰幅值随支点间距的增加而变大;曲线半径对地铁轨道轨梁垂向位移频响特性几乎没有影响。
- 杜林林刘维宁刘卫丰马龙祥
- 关键词：弯扭耦合频响特性
- 地铁列车运行引起环境振动响应的人工单点列脉冲激励预测方法被引量：9
- 2015年
- 为了在频域内精确预测地铁列车运行引起的环境振动响应,研究提出基于实测振动传递特性的人工单点列脉冲激励预测方法。应用人工单点列脉冲激励获得传播系统的振动传递特性,采用振动传递转换公式将其转化为地铁列车运行时的振动传递特性;结合已建立的实测振源数据库,预测地铁列车运行引起的环境振动响应。以地铁15号线望京站—望京东站区间的地表振动预测为例,采用该方法、数值模拟方法和链式衰减预测法分别预测该区间地表预测点处的振动响应,并与实测结果进行对比。结果表明:采用该方法可以得到受振目标测点的频谱、1/3倍频程谱、Z振级等指标,并可实现多点同步、精确的振动响应预测;与其他2种预测方法相比,该方法具有预测精确度高、预测频带宽、受振目标针对性强等特点,适用于地铁隧道修建前后对重点受振目标的频域内精确预测。
- 刘维宁袁扬王文斌吴宗臻
- 关键词：地下铁道运行列车振动传递特性
- 基于现场锤击试验的地铁轨道振动特性分析及参数研究被引量：11
- 2014年
- 近来，由于轮轨共振而产生的地铁钢轨异常波磨问题备受关注。轨道结构动力特性分析是开展轮轨耦合振动研究的基础，地铁轨道结构的动力特性取决于各组成部分（钢轨、扣件、轨枕和道床等）的物理特性及其组合形式。基于轨道结构的周期性频域解析模型，结合北京地铁在线锤击试验，通过计算轨道结构在脉冲荷栽下的频响函数，对0～2000Hz频段内轨道结构的动力响应主频进行分析；并通过改变轨道结构参数，分别研究了不同轨道结构参数对各轨道结构动力响应主频的影响情况。研究结果表明：轨下支撑刚度对钢轨共振频率影响较大，枕下支撑刚度对轨道系统共振频率影响较大，轨下和枕下支撑阻尼仅能改变各共振频率点的响应幅值；轨枕支撑间距对pinned—pinned共振频率影响较大，对其他共振频率点的影响较小。
- 李克飞韩志伟刘维宁孙京健
- 关键词：解析模型
- 曲线轨道空间振动响应特性研究被引量：8
- 2018年
- 曲线轨道空间振动存在平面内振动、平面外弯扭耦合振动,通过建立曲线轨道空间振动频域解析模型,对曲线轨道动力响应特性进行研究。将曲线轨道视为圆形结构的一部分,利用圆形结构周期性的特性,在一个基本元之内求解曲线轨道的动力响应。通过引入移动谐振荷载作用下轨梁动力响应的频域数学模态,得出曲线轨道轨梁频域响应的级数表达。在频域内采用数学模态叠加法表示曲线轨梁的纵向、横向、垂向及扭转振动,进而求解得到基本元内轨梁的频域动力响应。经计算表明,文中提出的频域解析模型能够得到精确的曲线轨道频域响应。通过分析速度、半径、超高等因素,得到以下结论:准静态激励下单个移动轴荷载对曲线轨梁的垂向、横向及扭转振动的影响范围在作用点两侧±5m左右;轴荷载移动速度对曲线轨梁横向位移、扭转变形具有显著的影响,随着速度的增加,曲线轨道由过超高状态逐渐过渡到理想超高状态,最终进入欠超高状态,轨梁横向位移、扭转变形方向发生改变,响应幅值先减小后增加;半径、超高和速度对曲线轨梁垂向位移、横向位移及扭转变形影响较大;随着半径的增加,速度对位移响应的影响程度降低;准静态移动轴荷载列作用下曲线轨梁垂向、横向及扭转频域响应主要集中在40Hz以内的频段;横向振动、扭转振动频谱分布范围较宽。
- 杜林林刘维宁刘卫丰马龙祥
- 曲线轨道钢轨横向振动频域响应特性研究被引量：6
- 2021年
- 采用离散点支承曲线Euler-Bernoulli梁模拟曲线轨道钢轨,将曲线轨道平面内振动响应力学模型映射至一个具有相同半径的虚拟的圆形环梁中,将圆形环梁视为以支点间距为周期的周期性结构,基于移动谐振荷载作用下周期性结构的频域动力响应特性,可在一个周期基本元内求解曲线轨道钢轨的横向动力响应。利用轨道结构频域动力响应的基本性质,定义钢轨数学模态以及广义波数,进而采用傅里叶级数表示曲线轨道钢轨平面内振动响应。在频域内采用数学模态叠加法表示钢轨的平面内振动响应,最终建立曲线轨道钢轨平面内振动响应频域解析模型。通过对支点横向支承刚度、阻尼系数以及曲线半径、支点间距等因素进行参数分析,得到曲线轨道钢轨横向振动频域响应特性。
- 杜林林刘维宁刘卫丰马龙祥
- 关键词：频响函数
- 地铁列车曲线运行振动源强特性分析被引量：11
- 2019年
- 城市轨道交通线路的一个重要特征是曲线占比高,当列车通过曲线轨道时,其特殊的振动源强特性产生了与直线轨道不同的环境振动影响,以往计算与评估并未对此做出严谨的考虑,从而带来了较大的评估误差。作为轨道交通环境振动与二次噪声评估的一个重要因素,地铁列车曲线运行产生的振动源强,至今为止尚未研究清楚。为了填补这一空白,本文基于轮轨跟随模式,采用频域解析方法,建立了曲线轨道-车辆动力耦合解析模型,系统深入地研究了地铁曲线轨道源强支反力的振动强度、方向以及频域响应特性,研究了曲线行车时车-轨关键参数与振动源强的因果关系。这将提高曲线轨道振动影响预测的准确性,满足城市轨道交通环境振动影响预测与评估的实际需要。
- 刘维宁杜林林刘卫丰
- 关键词：地铁
- 曲线轨道参数对钢轨振动衰减率的影响研究被引量：5
- 2019年
- 建立曲线轨道解析模型,研究扣件刚度、扣件阻尼、扣件间距以及曲线轨道半径对钢轨振动衰减率的影响规律。轨道模型考虑为具有周期性离散支承的曲线Timoshenko梁,在频域内,将曲线钢轨的位移及转角表达为轨道模态的叠加,进而求解固定谐振荷载作用下曲线轨道的平面内和平面外动力响应。由于此轨道模型为无限周期性结构,将周期性结构理论应用于轨道模型的运动方程,可以在一个基本元内高效地求解轨道的动力响应。利用此模型计算固定谐振荷载作用下曲线钢轨的速度频响函数,据此计算钢轨的振动衰减率。经计算分析可知:在2 000 Hz以内,扣件刚度对钢轨振动衰减率有一定的影响,随着扣件刚度的增加,钢轨振动衰减率增大;对于100 Hz以上频段,扣件阻尼对钢轨振动衰减率有非常显著的影响,增加扣件阻尼可以显著提高钢轨振动衰减率;如果考虑全频段的钢轨振动衰减率,0.6 m扣件间距要优于0.4 m和0.8 m扣件间距;对于铁路轨道或城市轨道交通的轨道,曲线轨道半径变化对钢轨振动衰减率没有影响。
- 刘卫丰杜林林刘维宁
