木塑復(fù)合軌枕力學(xué)性能試驗(yàn)與參數(shù)研究.pdf

1、多年來(lái)，軌枕研究多是先搜尋可用的原材料，再利用這些材料進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)，最后再在軌道線路上檢驗(yàn)產(chǎn)品是否適用。較少有學(xué)者逆向思維，先考慮鐵路軌枕應(yīng)具備怎樣的最優(yōu)技術(shù)參數(shù)，隨后再尋找材料、開(kāi)展軌枕產(chǎn)品設(shè)計(jì)。在復(fù)合軌枕出現(xiàn)以前，傳統(tǒng)軌枕的工作性能受原材料限制而變化不大，這樣的思維是不切實(shí)際的。然而，隨著具有可設(shè)計(jì)性的復(fù)合材料的出現(xiàn)和有限元分析軟件的發(fā)展，這樣的逆向技術(shù)路線開(kāi)始變得可行。例如，軟木木枕的彈性模量公認(rèn)偏低，而混凝土枕彈性模量偏大，理想

2、軌枕的彈性模量取值應(yīng)介于兩者之間，故對(duì)于特定行車模式的“路基-道床-軌枕-鋼軌-車輛”系統(tǒng)而言，軌枕彈性模量存在最優(yōu)解，而該問(wèn)題可通過(guò)綜合利用多學(xué)科知識(shí)加以解決。
　　本論文正是基于上述逆向思維過(guò)程，綜合利用材料科學(xué)常用的試驗(yàn)設(shè)計(jì)法(Design of Experiment)、列車線路動(dòng)力學(xué)建模分析結(jié)果、回歸分析以及最優(yōu)化理論，對(duì)復(fù)合軌枕的技術(shù)參數(shù)開(kāi)展優(yōu)化研究，同時(shí)利用所建立的響應(yīng)函數(shù)的數(shù)學(xué)模型研究復(fù)合軌枕技術(shù)參數(shù)等對(duì)軌道系統(tǒng)其他

3、部件的影響，以便更好理解軌枕參數(shù)與軌道系統(tǒng)各部件間的相互作用關(guān)系。另外，論文另一創(chuàng)新在于采用激光全息干涉測(cè)量技術(shù)對(duì)所提出的木塑復(fù)合軌枕材料試樣壓縮試驗(yàn)中的變形破壞機(jī)理進(jìn)行了研究。論文成果可總結(jié)為三個(gè)方面:
　　(1)對(duì)所提出的木塑復(fù)合軌枕（以木屑為填料、以木梁為增強(qiáng)結(jié)構(gòu)、以聚合物為基體，見(jiàn)圖4.3）材料的抗裂性能（基于抗裂性試驗(yàn)）、抗壓和變形特性（基于抗壓試驗(yàn)和激光全息干涉技術(shù)）進(jìn)行研究分析，獲得了重要的數(shù)據(jù)與圖像資料，為該型復(fù)合

4、軌枕的進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考。
　　(2)基于試驗(yàn)設(shè)計(jì)法、列車線路動(dòng)力學(xué)建模分析結(jié)果、回歸分析以及最優(yōu)化理論，針對(duì)時(shí)速80km、運(yùn)營(yíng)機(jī)車類型為BЛ-80的1520mm寬軌鐵路直線段，對(duì)所提出的木塑復(fù)合軌枕的軌枕彎曲系數(shù)、軌枕質(zhì)量、水平方向彈性模量、豎向彈性模量等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
　　(3)基于試驗(yàn)設(shè)計(jì)法、列車線路動(dòng)力學(xué)建模分析結(jié)果，通過(guò)繪制響應(yīng)函數(shù)等高線圖，研究軌枕彎曲系數(shù)、軌枕質(zhì)量以及與季節(jié)因素相關(guān)的軌下基礎(chǔ)水平及豎直方向彈