【摘 要】
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随着国家高速铁路建设的快速发展,列车运行平稳性及安全性越来越受到社会及工程技术研究人员的重视。高速铁路扣件系统是一种将钢轨与轨枕紧固连接在一起的结构,可以阻止钢轨
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随着国家高速铁路建设的快速发展,列车运行平稳性及安全性越来越受到社会及工程技术研究人员的重视。高速铁路扣件系统是一种将钢轨与轨枕紧固连接在一起的结构,可以阻止钢轨在列车运行过程中产生的纵横向力,对外加激励下钢轨的振动进行抗振缓冲,作为高铁轨道设计中的核心部件,其性能的好坏成为影响高铁轨道结构稳定和安全的决定因素。本文以高速铁路钢轨设计中所采用的弹条式扣压件WJ-8型扣件系统为例,研究了外加激励下的该扣件系统的损伤识别与损伤诊断,同时分析了该扣件系统在有无损伤情况下的安全监测问题。本文首先采用ABAQUS有限元分析软件,对WJ-8型扣件系统进行模态分析,基于模态分析理论,建立了扣件系统的简化模型,确定了的WJ-8型扣件各部件材料参数;对建立的扣件系统有限元模型进行了单元属性、接触关系和边界条件的设置,对扣件系统的各部件以及整体进行网格划分,针对固有频率的变化对WJ-8型扣件弹条的影响进行了损伤识别研究分析,得到了扣件系统弹条的固有频率及振动特性;在模态分析的基础上,选用模态叠加法对扣件系统的弹条进行了谐响应分析,通过分析不同位置及不同损伤深度下扣件系统弹条的损伤工况,对比研究了有无损伤前后弹条的谐响应分析结果,得出不同工况下扣件系统弹条的共振频率。利用上海应用技术大学奉贤校区100m铁轨延长线试验平台,通过锤击法对标准安装状态下WJ-8型扣件系统进行了损伤诊断实验,得到了WJ-8型扣件系统在四种损伤工况下容易发生共振损伤的频率;以避开列车运行中轮轨产生的高频振动激励以及减少扣件系统弹条的共振损伤为目标,对扣件系统进行了进一步的安全监测,论文的研究为保障高速列车运行过程中的平稳性与安全性提供了理论和实验依据。
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