基于振幅放大机制的周期钢弹簧浮置板轨道结构低频振动控制

作     者：冯青松 杨舟 郭文杰 FENG Qingsong;YANG Zhou;GUO Wenjie

作者机构：华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室南昌330013 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2024年第60卷第3期

页      面：155-169页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 080101[工学-一般力学与力学基础] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(52068029,52178423) 中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划(N2022Z005) 江西省博士后科研择优(2021KY25)资助项目 

主　　题：振幅放大 周期性钢弹簧浮置板轨道 带隙 弯曲波调控 低频振动控制 

摘      要：钢弹簧浮置板轨道结构因其具有良好的减隔振性能在城市轨道交通中应用广泛,但对于20 Hz以下的低频振动,尤其是人体敏感频率范围内(4~8 Hz)的隔振效果并不理想。鉴于此,引入振幅放大思想,设计了一种杠杆式隔振器,用于有效提升钢弹簧浮置板轨道在人体敏感频率范围内的隔振效果。基于钢弹簧浮置板轨道结构的周期性特征,采用能量泛函变分法并结合人工弹簧技术建立了配置有杠杆式隔振器的周期性钢弹簧浮置板轨道结构带隙特性分析模型;以带隙特性作为评价指标,从研究振动波传递的角度出发,系统地分析了配置有杠杆式隔振器的钢弹簧浮置板轨道结构中弯曲振动波的传递路径特征,验证了杠杆式隔振器对轨道结构中低频弯曲振动波的调控作用。在此基础上,进一步考虑列车荷载的作用,分析验证了动态轮轨力作用下杠杆式隔振器的低频隔振性能以及对轨道结构动力响应的影响。结果表明:杠杆式隔振器对浮置板轨道的低频弯曲波调控效果明显,由0~9.6 Hz成功调控至4 Hz以下;与普通浮置板轨道相比,4~8 Hz范围内传递至下部基础的力大幅度衰减,最大衰减约20 dB,同时,杠杆式隔振器对轨道结构的振动也有一定的抑制效果。