[發明專利]浮置板軌道磁流變阻尼控制方法及裝置

有效

• 申請號: 201610416456.5
• 申請日: 2016-06-14
• 公開（公告）號: CN106051028B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 王平;韋凱;趙東鋒;趙才友;梁迎春;豆銀玲;劉子煊;葛輝
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: F16F13/00
• 分類號: F16F13/00;F16F9/53;E01B19/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 張玲

技術領域

本發明涉及軌道減振降噪領域，具體而言，涉及一種浮置板軌道磁流變阻尼控制方法及裝置。

背景技術

為了治理地鐵振動與噪聲，往往會在軌道上采取減振降噪措施。近年來，我國地鐵領域內陸續出現了高彈扣件、彈性軌枕與橡膠或鋼彈簧浮置板軌道。在相同或可比的條件下，鋼彈簧浮置板軌道是目前減振降噪效果最好的減振軌道。但是，浮置板軌道的減振效果受限于它的固有頻率。若想進一步提高浮置板軌道的減振效果，要么降低浮置板支承剛度，要么增大浮置板質量。增大質量勢必增加建筑空間，同時增大工程投入；降低剛度必然增加軌道位移，但是為了保證車輛與軌道的安全服役，又不允許出現過大的鋼軌與浮置板位移。按照《浮置板軌道技術規范》(CJJ/T191-2012)，浮置板軌道中的鋼軌與浮置板的最大垂向振動位移分別不得高于4mm和3mm。顯然，傳統鋼彈簧浮置板軌道的減振設計參數——質量與剛度的可調范圍已十分有限。

近年來，隨著磁流變阻尼半主動控制技術的快速發展，該項技術已成功應用于土木工程結構的抗震中。但是非常可惜的是，該項技術還沒有應用到軌道減振技術中。

發明內容

有鑒于此，本發明從阻尼角度優化浮置板軌道的低頻減振效果，結合磁流變阻尼器的非線性動力特征及其工作原理，運用車輛-軌道垂向耦合系統動力學理論，提出了浮置板軌道磁流變阻尼控制方法及裝置，以改善上述的問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下所述：

一種浮置板軌道磁流變阻尼控制方法，用于浮置板軌道的減振降噪，所述浮置板軌道包括磁流變阻尼器和鋼彈簧，所述磁流變阻尼器內置于所述鋼彈簧，所述方法包括：

依據車輛-磁流變阻尼半主動隔振浮置板軌道垂向耦合系統動力學模型獲得磁流變阻尼器的磁流變阻尼力、位移閾值、響應滯后時間的最佳值；

通過磁流變阻尼器的地棚半主動開關控制磁流變阻尼器的磁流變阻尼力、位移閾值、響應滯后時間調整至最佳值。

優選地，所述磁流變阻尼器的磁流變阻尼力、位移閾值、響應滯后時間的最佳值由所述車輛-磁流變阻尼半主動隔振浮置板軌道垂向耦合系統動力學模型中鋼軌與浮置板的垂向振動位移和浮置板的支點反力符合預定條件時獲得。

優選地，所述依據車輛-磁流變阻尼半主動隔振浮置板軌道垂向耦合系統動力學模型獲得磁流變阻尼力、位移閾值、響應滯后時間的最佳值的步驟之前還包括步驟：創建車輛-磁流變阻尼半主動隔振浮置板軌道垂向耦合系統動力學模型，所述模型包括公式：

其中：

x為浮置板沿長度方向的坐標值、t為浮置板垂向振動的時間變量、i為鋼軌扣件編號、j為磁流變隔振器編號、x_i為浮置板上第i個鋼軌扣件的坐標位置、x_j為浮置板下第j個磁流變隔振器的坐標位置、δ為Dirac函數、E_s為軌道板彈性模量、I_s為截面極慣性矩、M_s為軌道板質量、L_s為軌道板長度、K_pi為第i個鋼軌扣件剛度、C_pi為第i個鋼軌扣件粘滯阻尼系數、Z_r(x_i,t)為t時刻第i個扣件處鋼軌的垂向振動位移、為t時刻第i個扣件處鋼軌的垂向振動速度、Z_s(x,t)為浮置板的垂向振動位移、為浮置板的垂向振動速度、Z_s(x_i,t)為t時刻第i個扣件處浮置板的垂向振動位移、為t時刻第i個扣件處浮置板的垂向振動速度、Z_s(x_j,t)為t時刻第j個磁流變隔振器處浮置板的垂向振動位移、為t時刻第j個磁流變隔振器處浮置板的垂向振動速度、F_rsi(t)為鋼軌支點反力、F_ssj(t)為第j個隔振器支點力、N_p為一塊板上鋼軌扣件數量、N_f為一塊板下隔振器數量、K_sj為第j個隔振器鋼彈簧剛度、C_sj為第j個隔振器鋼彈簧粘滯阻尼系數、F_c是常量的磁流變阻尼力、為符號函數，即當第j個磁流變隔振器處浮置板的垂向振動速度為正時，當第j個磁流變隔振器處浮置板的垂向振動速度為負時，