不同减振轨道上地铁车辆动力学性能探讨研究
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城市轨道交通轨道减振设计与研究城市轨道交通(urban rail transit)作为一种现代化的交通方式,具有载客能力大、运行速度快、环保节能等诸多优势,已被越来越多的城市所采用。
然而,随着城市轨道交通网络的不断扩展和运营量的增加,轨道交通系统产生的振动问题也越来越突出,给城市环境和居民生活带来了一定的影响。
因此,轨道减振设计与研究显得非常重要。
轨道减振是指通过改善轨道交通系统结构和设备,降低振动和噪声的传播,减少对周边环境和居民的影响。
轨道减振设计与研究的目标是达到以下几点:首先,保障乘客乘坐的舒适性和安全性,减少乘客因振动引起的不适和危险;其次,减少轨道交通系统对周边环境的噪声和振动影响,保护生态环境和居民的生活质量;最后,降低车辆和设备的振动,减少对轨道交通系统本身的磨损和损坏,延长使用寿命。
轨道减振设计与研究主要包括以下几个方面:1.结构改善:轨道交通系统的结构是减振的基础。
通过改变轨道的材料和结构,减少振动的产生和传播。
例如,采用弹性轨道、轨枕和轨道路基的材料等,可以有效降低轨道交通系统的振动。
2.减振装置:轨道交通车辆和设备的振动主要来自于车轮与轨道的接触。
通过安装减振装置,在车轮和轨道之间加入缓冲材料,减少振动传播。
例如,采用减振垫、减振橡胶等,可以有效降低轨道交通系统的振动。
3.噪声控制:轨道交通系统不仅会产生振动,还会产生噪声。
噪声控制是减振设计与研究的重要内容之一、通过改善轨道交通车辆和设备的设计,减少噪声的产生和传播。
例如,采用减噪材料、减噪设备等,可以有效降低轨道交通系统的噪声。
4.环境评估:轨道减振设计与研究需要对振动和噪声影响进行环境评估。
通过对周边环境和居民生活进行调查和分析,确定减振设计和研究的重点和方向。
例如,通过监测周边居民对轨道交通系统振动和噪声感知的问卷调查,可以了解居民对振动和噪声的敏感程度和容忍度,为减振设计提供依据。
总之,城市轨道交通轨道减振设计与研究是一项复杂而重要的任务,需要涉及结构改善、减振装置、噪声控制和环境评估等多个方面。
轨道交通车辆的减振技术研究人类的城市化进程促使了轨道交通的快速发展,不仅提升了城市的交通效率,还减少了尾气排放和交通拥堵问题。
随着轨道交通运营的规模越来越大,人们对车辆安全性和乘坐舒适性的要求也越来越高。
减振技术作为轨道交通车辆研究的重要方向之一,对于提升乘客体验、减少损耗和延长车辆使用寿命具有重要意义。
本文将深入探讨轨道交通车辆的减振技术研究。
引言:轨道交通减振的重要性和现状在轨道交通的运营过程中,车辆与轨道之间一定存在着一定的振动和冲击力,这可能引发乘客的不适和车辆的损耗。
因此,减振技术在轨道交通领域显得尤为重要。
针对减振技术的研究和应用,目前已有很多成果,如气动减振系统、液压减振系统、电磁减振系统等。
这些技术旨在减少车体的振动和冲击力,提升乘客的舒适度,并延长车辆的使用寿命。
然而,目前轨道交通减振技术仍面临着一些挑战和亟待解决的问题,如系统复杂性、能耗、维护成本等。
因此,轨道交通减振技术的研究仍然需要进一步深入。
Ⅰ. 轨道交通减振技术的分类与原理轨道交通减振技术主要可以分为主动减振和被动减振两大类。
主动减振指的是通过控制系统主动地减小车辆的振动和冲击力,常见的主动减振技术有气动减振系统和电磁减振系统。
被动减振指的是通过固定、减震等手段来降低车辆的振动和冲击力,常见的被动减振技术有液压减振系统和悬挂系统。
这些技术的原理各有不同,但都旨在减小车辆的振动和冲击力,提升乘客的舒适度。
Ⅱ. 轨道交通减振技术在实际应用中的挑战尽管轨道交通减振技术有很多成果和应用案例,但仍面临着一些挑战,主要表现在以下几个方面。
首先,系统复杂性是一个突出的问题。
对于一个完整的轨道交通减振系统而言,涉及到机械、电气、控制等多个方面的知识,需要多个专业领域的工程师合作共同研发。
因此,如何实现各个部分的协同工作和优化配合,是当前亟待解决的问题之一。
其次,能耗问题也需要引起重视。
轨道交通减振系统通常需要大量的能量来实现振动的抑制和控制。
轨道交通领域中的列车轮对减振技术研究作为现代城市交通的重要组成部分,轨道交通系统发挥着关键的作用,为人们的出行提供了便捷、高效和安全的方式。
而列车轮对作为轨道交通系统中的核心部件之一,其减振技术的研究和应用的质量和效果将直接影响到列车的运行平稳性、舒适性和安全性。
减振技术在轨道交通领域中的重要性不言而喻。
轨道交通系统中的列车在高速运行中会受到各种扰动和振动的影响,如道路不平整、轨道不平整、车轮与轨道的摩擦等,这些振动会传导到列车内部,给乘客带来不舒适感,甚至影响到列车运行的稳定性和运行寿命。
因此,减振技术在轨道交通中的重要性不言而喻。
列车轮对减振技术是针对列车轮对产生的振动而研发的一种技术手段,其目的是通过减少或消除列车运行过程中产生的振动,提高列车的运行平稳性和乘坐舒适性。
在列车轮对减振技术的研究与应用中,主要包括以下方面:首先,减少列车轮对与轨道之间的摩擦。
列车运行时产生的摩擦力会引起列车轮对振动,进而影响到列车的平稳性和舒适性。
因此,减少轮对与轨道之间的摩擦是减轻列车振动的关键。
目前,轨道交通领域中普遍采用的减少摩擦力的方法主要包括轮轨润滑技术、轮轨材料的改进和轮轨几何参数的优化等。
通过降低轮对与轨道之间的摩擦力,减振技术可以有效减少列车振动,提高列车运行的平稳性和乘坐的舒适性。
其次,通过改善列车车体和底盘结构来减振。
列车的车体和底盘结构对列车振动有着重要的影响。
近年来,随着新材料和新技术的不断发展,列车车体和底盘结构的设计和制造能力得到了极大的提升。
通过优化车体和底盘的结构,减振技术可以有效降低列车振动的传导,提高列车的平稳性和乘坐的舒适性。
另外,应用主动减振技术来改善列车的减振效果也是一个研究热点。
主动减振技术是指通过主动控制系统对列车振动进行实时监测和调节,以降低列车振动的技术手段。
在轨道交通领域中,常用的主动减振技术主要包括主动悬挂技术和主动减震技术等。
通过应用主动减振技术,可以及时减少列车振动,提高列车的平稳性和乘坐的舒适性。
地铁车辆段及上盖建筑物振动传播规律及减振技术研究-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以包括以下要点:概述部分的功能是引入读者进入整篇文章的主题,简要介绍地铁车辆段及上盖建筑物的振动传播问题,并提出在该领域中的研究目标和意义。
首先,可以提到地铁是现代城市交通系统的重要组成部分,其车辆段及上盖建筑物的振动传播问题具有重要的工程实际意义。
地铁车辆的运行会产生振动,在车辆段区域引起地面和建筑物的振动,进而可能对周边环境和人类的生活造成不利影响。
因此,研究地铁车辆段及上盖建筑物的振动传播规律以及减振技术具有重要的理论和实践价值。
接着,可以介绍该研究领域目前的研究状况,指出目前已经有一些相关的研究成果和理论基础存在,但在实际工程应用中仍存在一定的问题和挑战。
例如,地铁车辆段及上盖建筑物的振动传播规律并不完全清楚,且减振技术的研究还处于初级阶段。
因此,本文旨在深入研究地铁车辆段及上盖建筑物的振动传播规律,并探索有效的减振技术,从而为相关领域提供可行的解决方案。
最后,可以提出研究的主要目的和意义。
本文旨在通过详细研究地铁车辆段及上盖建筑物的振动传播规律,揭示其中的内在机理,为进一步改善地铁系统对周边环境和人类的影响提供理论依据和技术支持。
同时,本文还将探索和提出一些有效的减振技术,以降低地铁车辆段及上盖建筑物振动对周边环境的影响,提高城市居民的生活质量和健康安全。
通过本研究,有望为地铁建设及相关领域的规划、设计和施工提供有益的参考和指导。
在概述的结尾,可以简要总结本文的结构,引导读者了解接下来各个章节的内容安排,从而引起他们的阅读兴趣。
1.2文章结构1.2 文章结构本文主要研究地铁车辆段及上盖建筑物的振动传播规律以及相关的减振技术。
文章结构如下:第一部分为引言部分,主要介绍本研究的背景和意义。
在引言部分的1.1小节中,将对地铁车辆段及上盖建筑物振动传播问题进行概述,指出其在城市建设中面临的挑战及相关研究的重要性。
城市轨道交通不同减振措施减振效果研究城市轨道交通系统凭借着快速、安全、环保等优点,已成为解决城市交通拥挤和减少污染的一种有效手段。
地铁在带来方便的同时,也产生了负面的环境影响,特别是振动带来的影响较为突出,一直以来备受关注。
本文以成都城市轨道交通为背景,针对成都地铁减振地段采用的钢弹簧浮置板道床、纵向轨枕道床、先锋扣件、轨道减振器扣件和GJ-Ⅲ型扣件进行现场测试,在时域和频域内对比相邻地段普通整体式道床和减振地段测试断面隧道壁的垂向振动加速度值,从时域曲线图、1/3倍频程曲线和频谱曲线的变化趋势分析减振措施的实际减振效果,主要工作和研究成果如下。
1.对于扣件减振措施,GJ-Ⅲ型扣件、轨道减振器扣件和先锋扣件地段隧道壁振动的能量主要分别分布在50~70Hz与175~185Hz、30~50Hz、30~50Hz与130Hz~190Hz。
隧道壁的有效减振范围频段分别在50~200Hz、40~150Hz、31.5~200Hz,在隧道壁的减振量分别为7.38dB、6.99 dB、17.15 dB。
2.对于轨枕减振措施,纵向轨枕地段隧道壁振动的能量主要分布在50~80Hz,隧道壁的有效减振范围频段为50~200Hz,在隧道壁的减振量为9.98dB。
3.对于道床减振措施,钢弹簧浮置板道床地段隧道壁振动的能量主要分布在80~110Hz,隧道壁的有效减振范围频段为16~200 Hz,在隧道壁的减振量为22.16d B。
4.减振效果由高到低依次是钢弹簧浮置板道床、先锋扣件、纵向轨枕道床、GJ-Ⅲ型扣件、轨道减振器扣件。
无论何种减振措施,均表现为高频减振效果优于低频减振效果,且钢弹簧浮置板道床在低频处减振效果最好。
A型地铁车辆驱动工况下动力学性能分析A型地铁车辆驱动工况下动力学性能分析摘要:地铁是现代都市交通系统中的主要组成部分,其动力学性能对于保障乘客的安全和舒适体验至关重要。
本文以A 型地铁车辆为研究对象,分析了在不同驱动工况下的动力学性能,并通过模拟和计算的方法进行了分析。
1. 引言随着城市交通需求的不断增长,地铁系统已经成为了解决城市交通拥堵问题的重要途径之一。
地铁车辆的动力学性能决定了其运行的速度、加速度和减速度等重要指标,对于保证乘客的运行舒适度和安全性具有重要意义。
因此,对地铁车辆在驱动工况下的动力学性能进行全面分析和研究,对于优化地铁系统、提升城市交通服务质量具有重要意义。
2. 动力学性能分析方法2.1 车辆动力学模型本文采用了基于牛顿运动定律的车辆动力学模型,考虑了车辆的质量、摩擦力、阻力、牵引力和制动力等因素。
通过数值模拟和参数计算,可以得到车辆在不同工况下的速度、加速度和减速度等动力学性能指标。
2.2 驱动工况分析A型地铁车辆在实际运行中会面临多种不同的驱动工况,如车站到车站的加速、匀速行驶和减速等。
本文选择了代表性的驱动工况进行分析,并通过数值模拟进行模拟计算。
3. 结果与讨论通过对不同驱动工况下的动力学性能分析,得到了以下结果:3.1 加速性能分析在车站到车站的加速过程中,A型地铁车辆能够达到设计速度,并且加速度较大,能够迅速将乘客带到目的地。
3.2 匀速行驶性能分析A型地铁车辆在匀速行驶过程中表现稳定,能够保持较高的速度,并且减小了能量损失。
3.3 减速性能分析在车站接近时,A型地铁车辆需要减速停车。
通过模拟计算,我们发现车辆的减速度适当,能够确保车辆的安全停车,同时也满足了乘客的舒适需求。
4. 结论通过对A型地铁车辆在不同驱动工况下动力学性能的分析,可以得出以下结论:4.1 A型地铁车辆具有良好的加速性能,能够快速将乘客带到目的地。
4.2 A型地铁车辆具有稳定的匀速行驶性能,能够保持较高的速度和降低能量损失。
基于轨道不平顺地铁车辆动力学分析摘要:轨道不平顺是使车辆产生振动的一个主要的外部激励,轨道局部不平顺则会引起车辆产生强烈的瞬时振动。
在车辆的动力学仿真计算中,轨道激励是车辆系统不可或缺的外部激励。
关键词:地铁车辆;轨道不平顺;动力学性能1轨道不平顺概述轨道不平顺是指铁路轨道的轨面磨耗和轨道的几何形状发生了改变,而使轨道处在不平顺的状态,一般是由于列车运行中车轮与线路轨道的之间相互作用引起的。
轨道不平顺一般分为四类:钢轨顶面沿轨道纵向高低不平的轨道垂向不平顺、钢轨顶面沿轨道的左右两轨对应点的高低不平的轨道水平不平顺、钢轨横向沿轨道纵向的凹凸不平的轨道横向不平顺以及左右两轨横向间距沿轨道纵向的距离偏差的轨距不平顺。
轨道不平顺对列车的平稳性、舒适性和安全性都有很重要的影响,它是引起列车振动、轮轨间作用力增大的主要原因,也是轨道方面直接限制列车速度的主要因素。
轨道随机不平顺由于其形成的因素众多,往往表现出随机性。
在线路的特定结构处或偶然地点(如线路局部病害处)产生的轨道几何参数的偏差称为轨道局部不平顺。
局部不平顺对机车车辆运行的安全有重大影响,机车车辆行经单个轨道局部不平顺会引起机车车辆产生强烈的瞬时振动;机车车辆行经连续出现好几个局部不平顺时,在不利的场合下,激励的频率有可能接近机车车辆的共振频率而激起大的振动。
某些局部位置的轨道不平顺,或幅值较大,或形状特殊。
这些突出的局部不平顺往往引起很大的车辆响应,造成车体异响、轮对踏面磨耗异常等故障。
2列车牵引电机的悬挂与定位列车牵引电机的安装需要通过五根垂向吊杆吊挂在一个转向架的前后两根均衡梁上,同时为了限制直线电机的横向摆动,在电机与构架间又设置了两根横向支承杆,为传递牵引力在直线电机中轴线位置设置了一根具有一定长度的牵引拉杆,使得牵引力可以从电机直接传递到构架。
车下各类设备、箱体在安装过程中要仿照牵引电机的悬挂与定位方法进行设计安装,通过车辆动力学分析保证车辆平稳性、稳定性。
城市轨道交通轨道减振设计与研究摘要:介绍我国城市轨道交通轨道减振现状特征;从轨道减振产品设计缺乏技术储备、缺乏统一的轨道减振产品评价体系和认证机构、环境评价工作局限性方面分析现阶段我国城市轨道交通轨道减振存在问题;阐述加强轨道工程整体安全性、建立轨道减振产品评价体系和认证机构、研究切合实际的环境振动预测方法,从加强城市轨道交通减振措施科研力度、探索减振新技术等方面提出城市轨道交通轨道减振发展趋势。
关键词:城市轨道交通;振动;控制引言针对城市轨道交通振动问题对人及周边环境的影响,主要从轨道交通振动产生机理、轨道减振原理入手,研究城市轨道交通的轨道减振设计及其减振措施。
一、我国城市轨道交通轨道减振现状特征1、一般减振措施2012年4月正式实施的北京市地方标准《地铁噪声与振动控制规范》对Z 振级插入损失作出定义:在其他条件相同的情况下,使用减振措施与使用普通扣件(DT-Ⅵ2)线路,隧道壁Z振级之间的差值记为△VLZmax;单位为分贝,dB。
这里提到的普通扣件即一般减振措施,其主要作用是固定钢轨,以及在列车运行时为轨道提供必要的缓冲,包括广泛应用于北京城市轨道交通的DT-Ⅵ2型和DT-Ⅶ2型扣件、在上海地铁与北京地铁普遍使用的WJ-2型扣件及广州地铁普遍使用的单趾弹簧扣件。
2、中等减振措施中等减振措施的减振能力(即使用减振措施与普通扣件线路隧道壁Z振级插入损失)为5-10dB,常用的中等减振措施主要有双刚度剪切型轨道减振器扣件(Ⅲ型、Ⅳ型轨道减振器扣件)、压缩型轨道减振器扣件(ALT.1扣件、Lord 扣件)、Vanguard扣件、弹性短轨枕和弹性长枕式等。
3、高等减振措施高等减振措施的减振能力为10-15dB,主要减振原理是在轨枕下或道床下铺设弹性垫层,形成质量弹簧体系,通过增加参振质量,降低轨道结构的自振频率,从而得到较好的减振效果。
高等减振措施有梯形轨枕轨道结构(见图1)和纵向轨枕轨道结构(见图2),以及橡胶浮置板道床和固体阻尼钢弹簧浮置板道床等。
轨道交通车辆的减振技术研究随着城市化的进程,轨道交通系统成为城市交通的重要组成部分。
然而,通过轨道交通系统出行的乘客常常会面临一个共同的问题-车辆的颠簸和震动。
由于车辆在运行过程中产生的震动会对乘客的舒适性和乘坐体验产生负面影响,因此轨道交通车辆的减振技术变得极为重要。
本文将探讨轨道交通车辆的减振技术研究,包括振动机理、常见减振措施以及未来的发展方向。
1. 振动机理轨道交通车辆的振动通常是由多种因素引起的。
首先,车辆在运行过程中的不平衡和偏心会导致振动。
其次,轨道本身的不平整度也会使车辆产生震动。
此外,轨道与车辆之间的相互作用也会产生振动。
车辆运行振动的特点包括峰值加速度、频率和振动幅度。
峰值加速度是指在运行过程中达到的最大加速度值,频率是指车辆振动的周期,而振动幅度则反映了振动的强度。
准确了解振动机理是研究轨道交通车辆减振技术的基础。
2. 常见减振措施针对轨道交通车辆的振动问题,工程师们提出了多种减振措施,以提高乘客的乘坐体验、减少能源损耗和延长车辆寿命。
一种常见的减振措施是使用减振器。
减振器通过吸收和减少车辆振动,起到减震的效果。
减振器的设计和使用通常依赖于车辆的类型和使用环境。
现代轨道交通车辆常使用液压减振器和气压减振器,在车辆与轨道之间设置减振垫,以减少振动传递的能量。
除了减振器,减震墙也是一种有效的减振措施。
减震墙能够有效隔绝振动能量的传递,降低车辆振动对周围环境的影响。
减震墙的设计和建造依赖于地质条件和周围建筑物的环境需求。
在压路机和地铁建设中,减震墙已经被广泛应用。
此外,设计人员还可以通过改善车辆的悬挂系统和轮轨接触来减少振动和噪音。
通过改进悬挂系统,可以使车辆在运行时更加稳定,减少振动。
优化轮轨接触可以降低列车通过轨道时的噪音和震动。
3. 未来的发展方向随着科技的不断进步,轨道交通车辆的减振技术也在不断发展。
未来的研究方向包括使用新材料和先进传感器,以及应用智能控制系统。
新材料的应用可以改善车辆的振动特性。
地铁动车组动力学性能分析基于某型地铁动车组动力学参数,建立SIMPACK车辆动力学模型,分析了车辆的稳定性、平稳性、脱轨系数、轮重减载率4项动力学指标,并根据铁道机车车辆动力学性能评定标准和规范对该轨道车动力学性能作了全面、综合评估。
研究结果表明:该轨道车辆非线性临界速度较高,具有较大的稳定性裕度;横向、垂向平稳性指标均达到标准的优级要求;动态曲线通过安全性指标能够满足安全行车要求。
标签:地铁动车组;动力学性能;动力学计算地铁车辆运行的平稳性、稳定性和曲线通过性等是评价车辆运行状态的重要动力学指标[1]。
通过动力学软件仿真计算可以评定车辆的动力学指标,指导地铁车辆动车组的设计和生产。
1 车辆动力学模型车辆在实际运营过程中具有大量的非线性因素,其动力学计算需要借助于计算机的批量处理和专业车辆动力学处理软件。
SIMPACK的Wheel/Rail(轮轨)模块是目前世界上著名的、功能最强大的车辆系统动力学分析的数值仿真软件之一[2]。
基于车辆动车组动力学参数,利用SIMPACK软件建立了地铁动车组模型。
本文车辆模型包括轮对、一系悬挂(轴箱和一系减振)、二系悬挂整(空簧、垂向和横向减振器、抗侧滚扭杆、牵引拉杆)、车体。
轮轨接触部分,车轮踏面采用S1002,钢轨轨头型面为UIC60。
2 铁道车辆动力学评价标准2.1 临界速度在轮轨间蠕滑力的作用下,车辆运行到达某一临界速度时会产生失稳的自激振动即蛇形运动。
高速时的蛇形运动表现为轮对和转向架的激烈的横向振动,它威胁到运行安全。
为此,要求车辆蛇形运动的临界速度Vc要远高于其运行速度,以保证有足够的速度裕量[3]。
2.2 Sperling平稳性指标乘客的舒适度感受也是评价车辆动力学性能的一个主要方面。
国际是常用的评价标准是车辆平稳性指标。
GB/T5599-85《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》中对平稳性评定等级的界限。
2.3 曲线通过性指标2.3.1 脱轨系数脱轨系数是指作用在车轮上的横向力和垂向力的比值,用于评定防止车轮脱离轨道的指标。
地铁轨道减振措施的分析与探讨摘要:在地铁施工过程中,振动是一个很重要的影响因素。
地铁运行时,轨道对钢轨的压力作用引起钢轨的振动,从而影响到钢轨本身的疲劳和结构的强度。
地铁运行产生的振动,主要是地铁运营引起的振动,其次是轨道不平顺引起的振动。
随着城市轨道交通的迅速发展,其引起环境振动的影响也越来越严重。
因此,为了保证地铁运行时设备、人员和周围环境的安全,有必要对地铁运行产生的振动进行控制。
关键词:地铁轨道;减振措施;分析与探讨前言随着我国经济的快速发展,城市交通拥堵问题越来越严重。
为缓解城市交通压力、提高居民生活质量,各大中城市都在积极规划和建设地铁工程。
然而,由于地铁列车运行时会产生振动并传递到周围环境中,对周边建筑物造成一定影响,因此,如何降低地铁列车运行时所引起的地面振动,是当前亟待解决的一个重要课题。
1地铁振动的来源和危害地铁车辆在运行时,列车产生的振动主要是由轮轨接触产生的振动。
当列车在隧道内运行时,由于隧道断面小,列车运行速度快,轮轨之间产生的切向力较大,从而产生较大的垂向力和水平力,使轨道上的钢轨产生位移,从而产生振动。
当列车通过隧道时,列车将会受到地面以下物体的切向加速度和垂向力的作用。
另外,地面以下物体在运行过程中产生的振动也会传递到地铁车辆上。
当地铁运行速度达到80km/h以上时,车速越快其影响越大,当地铁运行速度达到100km/h 时,其振动影响已相当大了。
地铁振动对环境的影响主要表现为:对建筑物本身的破坏和影响;对建筑物内部设备系统工作状态的影响;对周围环境造成振动危害。
地铁振动造成的危害主要有:引起地面建筑和构筑物受损;引起隧道衬砌结构损伤;引起地下管道和电缆损伤;影响城市环境景观。
因此,如何有效地控制地铁振动是地铁设计中需要解决的关键问题。
在现代城市公共交通系统中,车辆运行速度和平稳性都要保证满足一定的要求。
车辆行驶过程中产生的振动对环境影响较大。
2地铁轨道减振措施2.1减振道床减振道床是将混凝土道床换成具有一定弹性的减振道床。
地铁引发低频振动的减振措施研究的开题报告一、研究背景在城市轨道交通建设中,地铁是一种重要的交通工具,使人们的出行更加方便快捷。
但地铁行驶过程中会引发一定程度的振动,特别是低频振动,给周围环境和人们的生活带来一定的影响。
因此,研究地铁引发低频振动的减振措施具有一定的理论意义和实际意义。
二、研究目的本课题的目的是研究地铁引发低频振动的减振措施,探索降低地铁振动对周围环境和人们的影响,提高地铁运行安全和舒适性。
三、研究方法本研究将采用实验和仿真分析相结合的方法,对地铁车辆、轨道结构和基础地基等进行测试和分析,得出地铁引发振动的主要原因和特征,并根据研究结果提出相应的减振措施。
四、研究内容本研究将重点研究以下内容:1. 地铁车辆振动特性研究:采用实验测试和数字仿真的方法,研究地铁车辆在行驶过程中的振动特性,并探讨振动特征参数的变化规律。
2. 地铁轨道结构振动特性研究:对地铁轨道结构进行测试和分析,得出地铁轨道结构的振动特性,并探讨振动特征参数的变化规律。
3. 地铁基础地基振动特性研究:对地铁基础地基进行测试和分析,得出地铁基础地基的振动特性,并探讨振动特征参数的变化规律。
4. 地铁引发振动的影响因素研究:研究地铁引发振动的主要影响因素,分析振动传播机理。
5. 地铁引发低频振动的减振措施研究:根据研究结果,提出针对地铁车辆、轨道结构和基础地基等的减振措施,并对减振效果进行评估。
五、研究意义本研究对优化城市轨道交通建设具有重要的理论和实际意义,可以为相关部门提供科学的参考和决策依据,促进城市轨道交通的可持续发展。
同时,可以提高地铁行车的安全性、舒适性和服务质量,改善市民的出行环境和生活质量。
六、研究进度安排本研究计划分为以下几个阶段:1.文献调研和问题分析阶段,时间为1个月。
2.地铁车辆、轨道结构和基础地基等的测试和分析阶段,时间为6个月。
3.减振措施提出和减振效果评估阶段,时间为2个月。
4.撰写论文和答辩准备阶段,时间为3个月。
第 43 卷第 5 期2023 年 10 月振动、测试与诊断Vol. 43 No. 5Oct.2023 Journal of Vibration,Measurement & Diagnosis车站减振CRTSIII型板式无砟轨道动力特性试验研究∗蔡小培1,王启好1,梁延科2,刘麦1(1.北京交通大学土木建筑工程学院北京,100044)(2.中国铁路设计集团有限公司天津,300142)摘要为研究京雄城际铁路雄安站减振CRTSIII型板式无砟轨道的减振特性,进行了橡胶材料试验、落轴试验及现场行车试验。
从轨道理论减振性能、轨道内部振动分布规律及传递机理、车站现场振动响应等多维度,依据橡胶硬度、加速度时频特性、振动插入损失及候车厅振级等指标,研究了减振无砟轨道的作用机理及振动控制效果。
结果表明:减振CRTSIII型板式轨道采用的橡胶减振垫在室温下平均硬度为48.5,理论上可实现对35.65 Hz以上振动的控制;落轴引起的振动在减振无砟轨道结构中自上至下传递时高频分量衰减迅速,随着与落轴点距离的增大,轨道振动先减小后增大;相比普通无砟轨道,减振无砟轨道的底座板振动插入损失接近10 dB;采用减振CRTSIII型板式轨道,能有效控制列车过站时引起的车站振动。
关键词车站振动;减振无砟轨道;橡胶硬度;落轴试验;现场行车测试中图分类号U213.2+1;X593;TH113.1引言高速铁路在经济社会发展中的地位和作用至关重要[1]。
高架车站是汇聚地下、地面及高架等多个层面的大型空间枢纽,列车过站引起的振动会对车站结构安全、站内人员的舒适性产生影响。
高速铁路高架车站的振动问题,兼具高速铁路与铁路上盖建筑的特点。
为控制高速铁路车站的振动影响,减振无砟轨道被广泛应用。
目前,对于铁路引起的环境振动的研究主要集中在沿线振动的分布规律与振动特性,常采用现场测试的方法。
Sanayei等[2]通过建筑物地基及地面测试,定量分析了地面列车和地铁引起的振动特性。
轨道交通减振降噪技术的应用与发展研究轨道交通减振降噪技术主要包括以下几个方面的研究内容:针对轨道交通车辆的振动问题,需要进行相关的减振研究。
轨道交通车辆在行驶过程中会产生较大的振动,而这些振动会传递到轨道和道床上,进而通过地面传到附近建筑物及居民住宅中。
为了降低车辆振动所带来的影响,可以在轨道和车辆之间设置减振装置,如减振垫、减振弹簧等。
这些减振装置能够有效吸收和分散车辆振动,减少振动的传导。
轨道交通的噪音问题也需要得到一定的关注。
轨道交通运行时会产生较大的噪音,特别是在轨道和车辆之间的摩擦和碰撞以及列车运行时产生的空气动力噪音等方面。
为了降低这些噪音,可以在轨道和车辆之间设置降噪装置,如噪音屏障、降噪板等。
这些装置能够有效地阻隔和吸收噪音,减少噪音的传播和辐射。
还可以通过优化轨道设计和材料选择来进一步减少振动和噪音。
通过合理设计和布置轨道、调整轨道的几何曲线和坡度等,可以减少车辆在行驶过程中产生的振动和噪音。
而在轨道材料的选择上,可以选用吸音材料和减振材料,如橡胶轨、复合材料轨道等,来降低振动和噪音的产生。
随着科技的不断进步,还可以将一些先进的技术应用到轨道交通的减振降噪中。
可以使用智能感知设备来实时监测轨道交通的振动和噪音情况,预测和识别可能引起较大振动和噪音的因素,从而提前采取相应的措施进行减振和降噪。
利用声学和振动信号处理技术,可以对轨道交通产生的振动和噪音进行分析和处理,提高降噪效果。
轨道交通减振降噪技术的应用和发展是一个具有重要意义的研究领域。
通过对轨道交通车辆和轨道的减振和降噪技术的研究,可以提高轨道交通的运行质量,改善乘客舒适度,减少噪音和振动对周边环境的影响,促进城市的可持续发展。
有必要加大对轨道交通减振降噪技术的研究力度,并推动其应用和发展。
不同减振轨道上地铁车辆动力学性能探
讨研究
摘要:随着城市轨道交通的不断发展,地铁车辆在不同减震轨道上的动力学
性能对于提高乘客舒适度、保障运营安全和优化车辆设计具有重要意义。
城市轨
道交通在现代社会中扮演了越来越重要的角色。
地铁车辆作为城市轨道交通的核
心部分,其动力学性能对于运营安全和乘客体验具有重要影响。
本文将对地铁车
辆在不同减震轨道上的动力学性能进行分析,以期为优化车辆设计和提高运营效
率提供指导。
关键词:减震轨道;地铁;动力学性能
为了对地铁车辆在不同减震轨道上的动力学性能进行分析,需要收集不同类
型的减震轨道数据。
本文将介绍减震轨道数据的收集方法,包括轨道不平顺数据、道床类型数据和减震器类型数据等。
为了确保优化后的地铁车辆动力学性能满足
实际运营需求,需要对优化设计方案进行验证与测试。
一、不同减振轨道上地铁车辆动力学性能分析的重要性
通过分析地铁车辆在不同减震轨道上的动力学性能,可以优化悬挂系统和减
震系统,降低车辆的振动和噪音,提高乘客的舒适度。
动力学性能分析有助于发
现地铁车辆在不同减震轨道上可能出现的安全隐患,从而采取相应措施提高行车
安全。
通过对不同减震轨道上地铁车辆动力学性能的分析,可以优化车辆参数和
结构,提高车辆性能,降低制造成本和维护保养费用。
地铁线路可能穿越各种不
同的地形和地质条件,导致减震轨道类型多样化。
通过动力学性能分析,可以确
保地铁车辆在不同减震轨道上都能正常行驶,提高线路适应性。
优化地铁车辆动
力学性能有助于降低车辆的能耗,提高能源利用效率,减少环境污染。
地铁车辆
动力学性能分析为减震轨道设计和建设提供了理论支持和优化依据,有助于提高
基础设施建设的质量和效率[1]。
二、不同减振轨道上地铁车辆动力学性能分析策略
(一)建立地铁车辆动力学模型
建立地铁车辆动力学模型是一个复杂的过程,需要结合多个学科领域的知识,包括机械工程、车辆工程、动力学、控制理论等。
车辆系统模型主要包括地铁车
辆的基本信息,如质量、转动惯量、轴距等,以及地铁车辆的结构参数,如车体、转向架、牵引设备等。
轨道系统模型需要描述地铁车辆行驶时的轨道不平顺、曲
线半径等特征。
不平顺模型通常采用功率谱密度(PSD)方法描述,而曲线半径
模型则需要描述地铁车辆在不同曲线上的运动状态。
悬挂系统是连接车辆系统和
轨道系统的关键组成部分,主要包括弹簧、减震器、横向稳定杆等部件。
悬挂系
统模型需要描述这些部件的力学特性,如刚度、阻尼等[2]。
减震系统主要用于消
除地铁车辆在行驶过程中的振动,包括 primary 减震器和 secondary 减震器。
减震系统模型需要描述这些部件的力学特性,如刚度、阻尼等。
利用牛顿运动定律、拉格朗日方程或哈密顿原理等数学工具,建立地铁车辆动力学模型的数学方程。
这些方程包括车辆系统的运动方程、悬挂系统的力平衡方程、减震系统的力
平衡方程等。
使用实际运营数据或试验数据对建立的地铁车辆动力学模型进行验证,以确保模型的准确性和可靠性。
可以根据实际需求和研究目的,对地铁车辆
动力学模型进行优化,以提高模型的仿真精度和效率[3]。
(二)收集减震轨道数据
收集减震轨道数据是进行不同减震轨道上地铁车辆动力学性能分析的重要环节。
减震轨道数据主要包括轨道不平顺、道床类型、减震器类型等信息。
应当根
据研究目的,明确需要收集的减震轨道数据类型,如轨道不平顺数据、道床类型、减震器类型等。
轨道不平顺数据主要描述地铁车辆在行驶过程中遇到的轨道不平
整程度。
这些数据可以通过实地测量、轨道检测设备(如轨检车、测量车)或模
拟方法(如仿真软件)等方式获取。
在实际测量中,通常需要对轨道进行一定距
离的采样,然后利用功率谱密度(PSD)方法对测量数据进行分析。
道床类型数
据主要描述地铁车辆行驶时所在的轨道结构类型。
不同类型的道床结构会对地铁
车辆的动力学性能产生影响。
道床类型数据可以通过查阅相关文献、调查地铁线
路设计资料或实地调查等方式获取。
减震器类型数据主要描述地铁车辆上使用的
减震器型号、类型和参数等信息。
这些数据可以通过查阅地铁车辆设计图纸、维
修手册或向车辆制造商咨询等方式获取。
要对收集到的减震轨道数据进行整理和
分析,以便用于后续建模和仿真过程。
整理内容包括数据格式转换、异常值处理、数据统计分析等。
可以将整理后的减震轨道数据存储在适当的数据库中,以便随
时调用和查询。
通过以上步骤,可以收集不同类型的减震轨道数据,为后续建模
和仿真过程提供必要的参数。
在实际操作中,可能需要根据具体情况对数据收集
过程进行调整和优化。
(三)建模与仿真
在建立地铁车辆动力学模型并收集减震轨道数据后,需要使用仿真软件对地
铁车辆在不同减震轨道上的动力学性能进行模拟。
应当选择合适的仿真软件进行
建模与仿真,如Simulink、AMESim、Prescan等。
根据研究问题和预算,选择合
适的仿真软件。
模型应包括车辆系统、轨道系统、悬挂系统和减震系统等子系统。
应当在仿真模型中设定相关参数,如地铁车辆的质量、转动惯量、悬挂系统的刚
度和阻尼等。
同时,需要设定仿真时间、仿真步长等仿真参数。
在仿真模型中搭
建减震轨道,包括铁轨类型、轨道不平顺、道床类型等信息。
根据收集到的减震
轨道数据,对仿真模型中的减震轨道进行参数化设置。
运行仿真模型,模拟地铁
车辆在不同减震轨道上的动力学行为。
仿真过程将输出地铁车辆的速度、加速度、振动等动力学参数。
对仿真结果进行后处理和分析,如计算地铁车辆的舒适性、
运行速度和安全等方面的性能指标。
通过比较不同减震轨道上的性能指标,评估
不同类型的减震轨道对地铁车辆动力学性能的影响。
根据仿真结果,对地铁车辆
的悬挂系统、减震系统等进行优化设计,以提高地铁车辆在不同减震轨道上的动
力学性能。
优化后,重新进行建模与仿真,以验证优化效果的有效性。
(四)结果分析
通过对仿真或试验结果的分析,可以评估地铁车辆在不同减震轨道上的性能
表现,为优化设计提供指导。
应当根据研究目的,设定一系列的评价指标,如舒
适性、运行速度、安全性等。
这些指标可以用来评价地铁车辆在不同减震轨道上
的动力学性能。
整理仿真或试验结果数据,包括地铁车辆的速度、加速度、振动
等参数。
确保数据格式统一,便于后续处理和分析。
利用已设定的评价指标,对
整理后的数据进行计算。
例如,对于舒适性评价,可以使用加减速度、振动加速
度等参数进行计算。
将计算后的评价指标结果进行可视化,如采用图表、曲线等
形式展示地铁车辆在不同减震轨道上的性能表现。
可视化有助于更直观地分析结果。
要对不同减震轨道上的评价指标结果进行对比和分析。
评估不同类型的减震
轨道对地铁车辆动力学性能的影响,找出影响较大的因素。
根据分析结果,提出
悬挂系统、减震系统等方面的优化建议,以提高地铁车辆在不同减震轨道上的动
力学性能。
对仿真或试验结果进行不确定性分析,以评估结果的可靠性和准确性。
不确定性分析通常包括敏感性分析、概率分析等方法。
将优化后的地铁车辆动力
学性能结果与实际运营数据或试验数据进行对比,验证优化效果的有效性。
如果
优化后结果与实际数据仍存在较大差异,需要进一步调整模型或优化设计。
结语:
综上所述,不同减震轨道上地铁车辆动力学性能分析对于地铁行业的健康发
展具有重要价值。
通过不断的研究和优化,将为地铁车辆提供更好的运行稳定性,助力城市轨道交通的持续发展。
参考文献:
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