关键词： 地铁轨道   浮轨式扣件   柔性轮轨   轮轨瞬态滚动接触   有限元法  

摘要： 浮轨式扣件通过支承钢轨轨颚下部及轨腰使其悬浮从而提供轨道较小垂向刚度，但加剧了轮轨系统高频相互作用。为分析轮对、轨道柔性特性对轮轨瞬态滚动接触行为的影响，基于隐式—显式相结合的有限元法，建立地铁浮轨式扣件轨道三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型。对比分析牵引工况下柔性和刚性轮对分别在光滑、凹坑和短波不平顺轨面激励下的轮轨瞬态力、接触斑和接触应力等接触参量响应特性。结果表明：光滑轨面激励下，轮对柔性对轮轨力影响不明显，但对接触斑和接触应力影响明显。凹坑脉冲激励下，轮对柔性对350～600 Hz频带的轮轨垂向力响应影响明显，这与车轮反向翻转和一阶弯曲模态被激发引起的轮轨耦合振动行为相关；且刚性轮对的接触斑面积约为柔性轮对的59%～82%，接触应力最大值约为柔性轮对的140%～162%。短波长不平顺激励下，轮轨垂向振动主要表现为受迫振动，轮对柔性主要影响580 Hz以上的轮轨垂向力响应。

关键词： 地铁噪声   噪声源   轮轨   隧道列车   降噪措施  

摘要： 地铁内部的噪声问题主要源自列车外部噪声传播和内部振动激励，受到轨道、列车和隧道三个方面因素的影响。轨道方面主要涉及轨道粗糙度、曲线半径和扣件情况；列车因素包括速度、车体材料、密封性和内部设备；隧道影响则包括运行环境、截面和吸声材料。文章总结了目前国内外有关车内噪声的相关研究方向、影响车内噪声的可能因素以及目前可采取的降噪措施，分析各自优缺点，为后续降低车内噪声提供了研究建议和展望。

关键词： 服役工况   重载货车   刚柔耦合模型   车轮损伤   钢轨损伤   限值计算  

摘要： 重载铁路是铁路运输的重要组成部分,因其承载重量大、运输效率高以及独特的经济性等特点,其在货物流通、资源配置领域发挥着重要作用。随着我国综合实力的发展,社会对于重载铁路的需求不断上升,铁路货车也不断向着重载化方向发展。然而随着车辆载重的增加,轮轨接触几何状态的改变不可避免,车轮与轨道结构更易生成磨耗与损伤,且车辆更易受到轮轨磨损的影响。本文针对这一问题,参考C80重载货车主要结构参数,在考虑轮对、钢轨、侧架以及摇枕弹性模型的情况下,建立了车辆-轨道刚柔耦合模型,分别探究了几种常见工况与轮轨损伤状态下,车辆动力学的动态响应,并以安全性指标为标准对轮轨损伤限值进行了计算。本文主要的主要内容如下: (1)建立了考虑车辆关键部件弹性的车辆-轨道刚柔耦合模型耦合动力学模型。以C80重载货车为参照依据,在Simpack软件中建立了多刚体车辆耦合模型。考虑到轮轨损伤会激发轮轨之间的高频弹性振动,对车辆系统造成影响,通过模态叠加法在Abaqus有限元软件中对轮对、钢轨、侧架以及摇枕模型进行了模态计算,将计算得到的模态结果通过Simpack软件的FEMBS接口导入到多刚体模型中,建立了车辆-轨道刚柔耦合动力学模型。通过了线路试验侧架振动加速度验证了模型的准确性最后详细阐述了下文仿真结果所需的动力学性能评价指标。 (2)考虑货车在服役工况下中会受到的影响因素,选取了几种较为常见的工况,分别探究了同向、反向、后轮、前轮4种典型轮径差对货车平稳性和安全性等动力学性能指标的影响。探究了车辆在不同位置车轮磨耗以及不同程度钢轨磨耗作用下以及在不同制动工况下的运行平稳性,以及在通过不同曲线半径线路时的运行安全性。同时探究了车辆在不同制动工况下的动力学响应。 (3)分别研究了车轮扁疤和车轮多边形两种常见的车轮损伤状态下车辆的动态响应。通过构建扁疤与车轮多边形的数学模型,探究了不同长度扁疤以及不同阶次与不同磨耗深度的车轮多边形下车辆的动态响应,通过对车辆垂向轮轨力,侧架振动以及摇枕振动展开分析,得出车轮损伤会引起轮轨之间产生高频弹性振动,对车辆系统造成影响,同时部分特殊情况下的车轮多边形还会引发P2共振,造成更大轮轨冲击。在20m/s速度下,扁疤限值为54mm,多边形幅值为7阶与9阶时所对应的深度限值为0.365mm与0.49mm。 (4)分别研究了钢轨波磨与轨道焊缝两种常见钢轨损伤下车辆的动态响应。通过控制变量法,分别探究了波深与波长两个参数对车辆系统的影响。另外通过建立包含长波不平顺与短波不平顺的焊缝模型,通过几何梯度这一参数将不同参数的焊缝不平顺程度图像化,探究了车辆在通过焊缝时车辆系统的动态响应。同时将不同焊缝作用下的垂向轮轨力,侧架振动以及摇枕振动进行时域分析。在20m/s速度下,钢轨波磨波长为100mm时波深限值为0.53mm,轨道焊缝短波波长为100mm时波深限值为0.588mm与波长200mm时波深0.664mm。