不同頻率鋼軌的振動(dòng)特性研究.pdf

1、為了更有效地控制鋼軌振動(dòng)及其引起的輻射噪聲以及與鋼軌振動(dòng)有關(guān)的諸多鋼軌病害，必須掌握鋼軌在各個(gè)頻率振動(dòng)的特點(diǎn)及傳遞特性。本文在總結(jié)分析國(guó)內(nèi)外鋼軌振動(dòng)模型及研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)梁模型和短實(shí)體模型在中高頻鋼軌振動(dòng)研究中的局限性，建立了120m長(zhǎng)的鋼軌實(shí)體有限元振動(dòng)分析模型。研究了鋼軌在0～20kHz之間的垂、橫向振動(dòng)特性，給出了0～20kHz長(zhǎng)實(shí)體鋼軌的振動(dòng)導(dǎo)納圖，及典型頻率鋼軌的振型，以及軌下阻尼對(duì)振動(dòng)傳遞的影響。對(duì)比分析了鋼軌Euler梁

2、、Timoshenko梁模型和實(shí)體模型在不同頻率鋼軌垂、橫向振動(dòng)計(jì)算中的差別。并建立鋼軌-約束阻尼吸振器長(zhǎng)實(shí)體模型，分析該吸振器在不同頻段對(duì)鋼軌垂、橫向振動(dòng)特性的影響及減振效果。
　　 研究表明，鋼軌在小于垂向共振頻率時(shí)的振型類似于靜彎變形，隨頻率增加變形增大；大于共振頻率，鋼軌振動(dòng)呈現(xiàn)多波振型。隨著垂、橫向振動(dòng)頻率進(jìn)一步增加，鋼軌截面產(chǎn)生變形。
　　 鋼軌Euler梁模型和Timoshenko梁模型適用截面未發(fā)生變形前

3、的垂向振動(dòng)分析。在橫向振動(dòng)分析時(shí)，梁模型無(wú)法反映鋼軌于軌頭處橫向激勵(lì)引起的扭轉(zhuǎn)變形，計(jì)算結(jié)果與實(shí)體模型差別較大。
　　 高頻振動(dòng)在鋼軌中傳遞距離遠(yuǎn)，相同頻率下，橫向振動(dòng)的傳遞距離遠(yuǎn)大于垂向振動(dòng)。增大軌下阻尼對(duì)鋼軌出現(xiàn)多波振型后的垂、橫向振動(dòng)均有明顯抑制作用，可以減小振動(dòng)傳遞距離以及振幅。
　　 本文研究的鋼軌約束阻尼吸振器對(duì)鋼軌低頻垂向振動(dòng)影響較小，對(duì)鋼軌一階pinned-pinned振動(dòng)等垂向振動(dòng)峰值時(shí)的振動(dòng)有明顯的控