移动质量速度对钢轨动力响应的影响*

2012-09-21黄志辉陈庆广李屹罡施亮林

铁道科学与工程学报 2012年1期

黄志辉，陈庆广，李屹罡，施亮林

(1.中南大学机电工程学院，湖南长沙 410083;2.中南大学高性能复杂制造国家重点实验室，湖南长沙 410083)

在轮轨相互作用的轨道监测现场，列车以不同的载重量以及不同的速度通过轨道时，由于速度的影响，车轮对轨道会产生扫掠力［1］的作用。在轮轨系统的动力学分析与研究中，钢轨的受力变形问题一直是研究中的重点之一。移动载荷实验研究中，发现移动车辆速度的不同引起监测结果的变化，针对这一现象，本文通过实际钢轨的振动力学模型的理论上分析钢轨变形与移动车辆速度之间的规律，并通过实验对其进行了验证。

1 实验台轮轨系统力学模型的建立

现有的监测实验台由上轨道、小车、下轨道、弹性支撑及轨道固定架5个部分组成，上轨道在小车的运行过程中只起导向作用，在研究中将小车的运行简化为小车在下轨道上行驶。虽然连续弹性支撑梁模型求解方便，可以得到解析解，但难以反映轨枕间断支撑效应、轨枕失效及支撑刚度不均匀等问题，而弹性点支撑模型的功能比较强大，计算结果更接近实际情况［2］，本文在轨道振动分析中采用这一模型。整个轮轨系统简化后的模型如图1所示。