[發明專利]創建鐵路運輸用有砟軌道垂向動力模型的方法

在審

• 申請號: 201611193175.4
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN108228942A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 張宏民;趙巖;張志偉
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉

1.一種創建鐵路運輸用有砟軌道垂向動力模型的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、選定待分析的有砟軌道模型所包含的分析參量，所述分析參量包括鋼軌、軌枕和道床；

S2、對所選定的分析參量分別進行受力分析，即分別列出鋼軌、軌枕和道床各自所對應的振動微分方程；所述鋼軌、軌枕和道床各自所對應的振動微分方程分別為：

所述鋼軌的鋼軌振型坐標的常微分方程組

所述軌枕的振動微分方程

所述道床的振動微分方程

同時將式(1.15)、(1.18)及(1.21)綜合得到軌道結構的振動微分方程組，其階數為M+2N；

S3、設定每一分析參量所對應的分析參數值；其中部分參數可直接由經驗數據獲得，另一部分參數通過道床椎體受荷假設計算得到，其計算過程包括：

根據椎體重疊部分的計算高度h₀來判斷相鄰道床塊是否出現干涉現象，并據此選擇所要使用的計算公式，其中，h₀的具體形式如下

當h₀≤0時，相鄰道床塊之間無干涉現象，此時

K_f＝(l_e+2h_btanα)(l_b+2h_btanα)E_f (1.25)

當h₀>0時，相鄰道床塊之間存在干涉現象，此時

其中

而路基支承剛度

K_f＝l_s(l_e+2h_b tanα)E_f (1.30)；

S4、基于ANSYS軟件的前處理模塊，創建有砟軌道的垂向動力模型并分析。

2.根據權利要求1所述的創建鐵路運輸用有砟軌道垂向動力模型的方法，其特征在于：

步驟S1中的鋼軌優選采用連續彈性離散點支承的Euler梁；軌枕和道床均只考慮垂向振動的質點，且鋼軌和軌枕、軌枕和道床以及道床和路基之間均用線性彈簧-阻尼單元連接，并在相鄰道床塊之間引入了剪切彈簧-阻尼單元，以考慮各相鄰道床塊之間的剪切效應。

3.根據權利要求1所述的創建鐵路運輸用有砟軌道垂向動力模型的方法，其特征在于：

步驟S4中的利用ANSYS軟件的前處理模塊建立了有砟軌道的垂向動力模型，其中鋼軌采用Beam3梁單元進行離散，軌枕和道床采用Mass21質量單元來模擬，而鋼軌和軌枕、軌枕和道床、道床和路基以及相鄰道床塊之間的連接均用Combin14線性彈簧-阻尼單元模擬。