有砟轨道双轨模型振动带隙理论分析

摘要：

现有的轨道结构振动分析模型通常根据轨道结构对称性将其简化为单根轨道的动力学模型,对其频散特性、振动衰减率进行分析.然而,单轨模型未能充分体现实际铁路中由2条轨道固定在轨枕上通过扣件连接形成的耦合特点,也忽略了振动波沿着轨枕横向传播时带来的差异.为了充分考虑钢轨和轨枕之间的空间耦合效应对有砟轨道振动带隙的影响,采用传递矩阵法将有砟轨道中的2根钢轨简化为欧拉梁,将道砟和扣件简化为连接弹簧,将轨枕简化为温克尔地基梁,建立有砟轨道结构的声子晶体双轨模型(DRPC);运用Fortran编制计算程序,对有砟轨道的振动带隙进行分析,并与仅考虑单根轨道的声子晶体单轨模型(SRPC)分析结果进行对比分析.分析结果表明:单轨模型的6种特征波包含在双轨模型的12种特征波中,且双轨模型其中一根钢轨的特征波带隙特性与相对应的单轨模型特征波带隙基本接近,而另一根钢轨的特征波带隙的中心位置和带隙宽度则较为不同;2种模型中与横向、扭转和平面内弯曲振动相关的特征波带隙特效差别较为明显,因此采用双轨模型能更精确地分析与横向、扭转和平面内弯曲振动相关的特征波带隙特性,弥补单轨模型的在空间效应简化上的不足,可更为精确地考虑与空间效应相关的各类特征波的传播特性.

关键词：传递矩阵法、有砟轨道、双轨声子晶体模型、单轨声子晶体模型、带隙

所属期刊栏目：20

分类号：U213(铁路线路工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-05-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1326-1336