应用惯性增强隔振器的钢弹簧浮置板轨道低频隔振特性分析
作者单位：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
会议名称：《第十五届全国振动理论及应用学术会议（NVTA2023）》
会议日期：2023年
学科分类：12[管理学] 083002[工学-环境工程] 1204[管理学-公共管理] 120402[管理学-社会医学与卫生事业管理(可授管理学、医学学位)] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 0837[工学-安全科学与工程] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程]
关 键 词：钢弹簧浮置板轨道 惯性增强 带隙 弹性波调控 低频隔振
摘 要：为有效提升钢弹簧浮置板轨道结构的低频振动控制能力(10Hz以下),基于振幅放大机制,设计了一种惯性增强隔振器。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惯性增强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,系统地分析了惯性增强隔振器对浮置板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惯性增强隔振器的低频隔振性能以及对浮置板轨道结构动力响应的影响。结果表明:惯性增强隔振器对浮置板轨道中低频弯曲波的控制作用明显,质量比(隔振器与浮置板质量比)为0.001的条件下,成功打开了9.2-11.3Hz(带宽2.1Hz)的低频带隙,而同参数的常规隔振器几乎无效果;通过引入多个惯性增强隔振器能进一步拓宽低频带隙,总质量比为0.003的条件下,低频带隙拓宽至7.2-12.6Hz(带宽5.4Hz);相较于普通钢弹簧浮置板轨道,在动态轮轨力作用下,质量比仅为0.003的惯性增强隔振器不仅能够有效地减小传递至下部基础的力(最大衰减约5.9dB),还能有效地减小轨道结构的响应(钢轨和浮置板振动最大衰减约5.4dB和5.3dB),抑制浮置板轨道的振动放大现象,而同参数的普通隔振器几乎没有效果。研究成果可为地铁钢弹簧浮置板轨道低频振动控制提供一种新的思路。