付琪璋

(中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西西安 710043)

由于轨道结构周而复始的承受反复列车荷载，随着轮轨接触条件的不断变化，轮轨相互作用呈现出高度随机性且二者作用频带分布较宽，为能更好地分析该随机荷载及频率分布，需对轮轨系统结构的振动特性进行深入研究。

为此，本文拟结合CRTSⅡ型无砟轨道结构，建立具有弹性车体的车辆—轨道—路基系统模型，利用ANSYS软件对其振动特性进行深入研究。

1 模型

结合轮轨动力学模型发展及其应用现状，分别从力学模型、模型参数及边界条件选取等方面来说明弹性车体的车辆—轨道—路基系统模型的建立。

1.1 力学模型

根据目前国内外大量采用的轮轨动力学模型，建立符合本文计算要求的车辆—轨道—路基系统动力学模型，如图1所示。其中:

1)车辆选用整车空间模型，模型中将车体考虑为弹性体，模型中约束车体质心纵向位移，且约束车体纵向轴心线的水平位移;转向架和轮对按照刚性体建模，转向架考虑沉浮、点头、侧滚等自由度，轮对考虑沉浮、侧滚等自由度，转向架及车轮共14个自由度。

图1 模型侧视

2)轨道结构将钢轨简化为梁单元，单元节点具有x，y，z三向平动和转动自由度;扣件简化为弹簧阻尼单元，且仅考虑垂向效应;道床板、砂浆层及支撑层采用实体单元。钢轨节点约束纵、横向位移及纵向转动等自由度，扣件间距为0.65 m，道床板、砂浆层及支撑层间接触面采用共用节点方式过渡。

3)轨道结构以下仅考虑路基表层，同样将其考虑为实体单元，路基表层以下构筑物等效为弹簧单元。……