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基于货物列车抗脱轨安全度的重载铁路轨道结构强化措施评价

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中南大学学报（自然科学版） 2020年第3期51卷 832-841页

作者：龚凯向俊刘林芽华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心江西南昌330013 中南大学土木工程学院湖南长沙410075

根据重载铁路货物列车?轨道系统(FTT系统)横向振动稳定性分析方法,提出基于货物列车抗脱轨安全度的重载铁路轨道结构强化措施评价方法,分析并量化提高钢轨等级、采用III型轨枕、强化扣件及道床等轨道强化措施对货物列车抗脱轨安全度的... 详细信息

根据重载铁路货物列车?轨道系统(FTT系统)横向振动稳定性分析方法,提出基于货物列车抗脱轨安全度的重载铁路轨道结构强化措施评价方法,分析并量化提高钢轨等级、采用III型轨枕、强化扣件及道床等轨道强化措施对货物列车抗脱轨安全度的影响。研究结果表明:与提高钢轨等级相比,采用III型轨枕对列车抗脱轨能力、临界车速及容许极限车速的影响更大;强化扣件或道床均可大幅度提高列车抗脱轨能力、临界车速及容许极限车速,但当扣件和道床的横向刚度分别大于120 MN/m和15 MN/m时,货物列车抗脱轨安全度提升幅度较小;上述轨道强化措施均能改善行车平稳性,但强化道床对行车平稳性影响较小。轨道强化措施具有提高货物列车抗脱轨安全度的功能,且本文提出的评价方法能够反映列车抗脱轨信息,可为轨道强化措施的评价和制定提供参考。

关键词：铁道工程重载铁路轨道强化措施货物列车抗脱轨安全度

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轮轨系统高频振动研究

中国铁道科学 2004年第2期25卷 52-55页

作者：刘林芽雷晓燕同济大学铁道建筑工程系上海200331 华东交通大学土建学院江西南昌330013

通过建立轮轨系统高频振动模型,分析轮轨相互作用关系,给出车轮及钢轨的高频振动功率谱计算式,并且推导了车轮、钢轨阻抗特性,计算因轮轨表面粗糙度而引起的轮轨高频振动响应。表明大约在1300Hz以下频段,主要以钢轨振动为主,而在1300Hz... 详细信息

通过建立轮轨系统高频振动模型,分析轮轨相互作用关系,给出车轮及钢轨的高频振动功率谱计算式,并且推导了车轮、钢轨阻抗特性,计算因轮轨表面粗糙度而引起的轮轨高频振动响应。表明大约在1300Hz以下频段,主要以钢轨振动为主,而在1300Hz以上频段,车轮振动占主导地位。

关键词：轮轨关系轮轨系统高频振动噪声理论计算

车辆-轨道非线性耦合系统显隐式求解算法的收敛性分析

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铁道学报 2024年第1期46卷 113-119页

作者：秦佳良刘林芽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江西南昌330013 萍乡学院工程与管理学院江西萍乡337055

针对车辆-轨道非线性耦合系统的动力学方程联立求解过程,将车辆和轨道分别考虑为2个子系统,通过2个子系统之间的位移协调和轮轨非线性接触力耦合,再结合显隐式积分格式,提出车辆-轨道非线性耦合系统的分离迭代和分离同步两种求解方法,... 详细信息

针对车辆-轨道非线性耦合系统的动力学方程联立求解过程,将车辆和轨道分别考虑为2个子系统,通过2个子系统之间的位移协调和轮轨非线性接触力耦合,再结合显隐式积分格式,提出车辆-轨道非线性耦合系统的分离迭代和分离同步两种求解方法,通过算例验证了两种方法的正确性,并对两种求解方法的收敛性进行了对比分析。计算结果表明:显隐式分离迭代法和显隐式分离同步法的最大有效时间步长分别是0.5、0.1 ms;在时间步长较大时,采用Aitken加速法可以起到增强显隐式分离迭代法的计算稳定性的作用,但Aitken加速法的作用会随着时间步长的减小而变小;相同时间步长下显隐式分离同步法的计算效率要比显隐式分离迭代法高,但可以通过选用较大的时间步长来提高显隐式分离迭代法的计算效率。

关键词：车辆-轨道非线性耦合系统显隐式积分分离迭代法分离同步法 Aitken加速法

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S型辐板车轮声辐射优化设计

交通运输工程学报 2013年第5期13卷 54-60页

作者：刘林芽张斌邵文杰吕锐华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心江西南昌330013 隔而固(青岛)结构设计事务所有限公司山东青岛266108 广州市地下铁道总公司广东广州510310

为了降低铁路列车车轮在运行中产生的振动噪声,将结构动力优化原理应用于车轮结构截面优化设计中,利用轮轨动力学有限元数值模拟和边界元声学模拟相结合的方法,建立以车轮结构声辐射功率为目标函数的铁路列车低噪声车轮声辐射优化模型,... 详细信息

为了降低铁路列车车轮在运行中产生的振动噪声,将结构动力优化原理应用于车轮结构截面优化设计中,利用轮轨动力学有限元数值模拟和边界元声学模拟相结合的方法,建立以车轮结构声辐射功率为目标函数的铁路列车低噪声车轮声辐射优化模型,运用结构振动声辐射优化理论与多参数高效寻优的遗传算法进行求解,实现低噪声车轮的声辐射优化设计。通过对优化车轮和标准车轮的振动声辐射对比分析发现,优化车轮较标准车轮在辐板处的振动减小最明显,最大振动加速度幅值由209.2m·s-2减小为194.6m·s-2,优化车轮声辐射功率较标准车轮声辐射功率在大部分频段上均有所减小,在1 200Hz与3 200Hz处降低比较明显,分别达到2.31dB和2.42dB,说明利用遗传算法对铁路列车车轮进行最优化设计是有效的、可行的,给铁路列车减振降噪提供了一种途径。

关键词：车辆工程车轮优化设计轮轨动力学遗传算法有限元法边界元法声辐射

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客运列车曲线超速引起的脱轨全过程计算

中南大学学报（自然科学版） 2020年第9期51卷 2673-2680页

作者：龚凯刘林芽向俊罗锟华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心江西南昌330013 中南大学土木工程学院湖南长沙410075

为研究客运列车因曲线超速引起的脱轨规律,基于列车−轨道系统空间振动计算模型,建立客运列车−曲线轨道系统空间振动计算模型。基于该模型,根据列车脱轨能量随机分析方法,提出客运列车曲线超速引起的脱轨全过程计算方法,计算不同曲线半... 详细信息

为研究客运列车因曲线超速引起的脱轨规律,基于列车−轨道系统空间振动计算模型,建立客运列车−曲线轨道系统空间振动计算模型。基于该模型,根据列车脱轨能量随机分析方法,提出客运列车曲线超速引起的脱轨全过程计算方法,计算不同曲线半径、外轨超高下列车超速引起的脱轨全过程,分析轮轨接触状态及其相对位置。研究结果表明:据脱轨系数和轮重减载率难以判定客运列车超速时是否脱轨;脱轨车辆位于编组前部,在脱轨前及时预警十分必要;随着曲线半径、外轨超高增大,列车脱轨速度随之增大,脱轨瞬间转向架与钢轨横向相对位移也随之增大;并考虑安全系数1.25,得到转向架与钢轨横向相对位移最大为60.2 mm,这可为研发客运列车曲线超速脱轨报警装置提供参考。

关键词：铁道工程客运列车曲线超速脱轨脱轨报警装置

基于误差估计的发动机排气声源特性间接识别模型求解方法研究

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振动与冲击 2016年第16期35卷 91-98页

作者：刘海涛连小珉刘林芽华东交通大学机电与车辆工程学院南昌330013 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084

用于发动机声源特性识别的线性时不变频域模型仍然是较为实用的方法,但尚存在求解误差大、对输入误差敏感、识别及求解过程复杂等问题。为了提高声源识别的准确性,建立了间接法声源特性识别的误差估计方法,即声源声压离散度估计和声源... 详细信息

用于发动机声源特性识别的线性时不变频域模型仍然是较为实用的方法,但尚存在求解误差大、对输入误差敏感、识别及求解过程复杂等问题。为了提高声源识别的准确性,建立了间接法声源特性识别的误差估计方法,即声源声压离散度估计和声源阻抗值偏差估计。将识别模型中超定非线性方程组中的方程式进行两两组合,通过解析几何的方法直接求解方程组,获得声源特性参数的多个解,再利用声源阻抗值偏差估计选取最优解。经分析计算,获取的声源特性参数的误差估计值要明显低于传统四负载法。最后,采用三维声流耦合仿真方法对获取的声源特性参数进行验证,仿真预测的远场响应点声压值与试验结果吻合良好,表明基于误差估计的声源特性参数最优选取法可以获取更加准确的发动机声源特性参数,减少识别误差和识别的复杂程度。

关键词：发动机声源声压声源阻抗误差估计声流耦合仿真

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轮轨系统车轮的高频振动特性

交通运输工程学报 2011年第6期11卷 44-49,67页

作者：刘林芽刘海龙雷晓燕华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心江西南昌330013

建立了车辆-轨道-路基耦合系统振动分析模型,考虑轨道不平顺激励及轮轨接触区滤波,模拟了轮轨间随机振动垂向作用力。建立了车轮三维实体有限元模型,考虑了名义接触点、轮缘和车轮外侧3个轮轨接触位置,模拟了车轮系统在随机振动垂向荷... 详细信息

建立了车辆-轨道-路基耦合系统振动分析模型,考虑轨道不平顺激励及轮轨接触区滤波,模拟了轮轨间随机振动垂向作用力。建立了车轮三维实体有限元模型,考虑了名义接触点、轮缘和车轮外侧3个轮轨接触位置,模拟了车轮系统在随机振动垂向荷载作用下的高频振动特性。分析结果表明:当列车以200km.h-1行驶在有砟轨道上时,轮缘的振动加速度响应最大,达到870m.s-2,辐板次之,可达493m.s-2,轮毂振动响应最小,为457m.s-2。在名义接触点进行激励时,辐板振动响应最大,可达563m.s-2,在轮缘接触点对车轮进行激励时,辐板振动响应为492m.s-2,在车轮外侧进行激励时,辐板振动响应最小,为301m.s-2。车轮各部位的主要振动峰值都集中在1 000～3 000Hz范围内,其中振动最大加速度集中在1 400Hz左右,在更高的频域范围中,由于波数过滤器作用很强,振动响应并不突出。

关键词：轮轨系统车轮有限元模型高频振动轨道不平顺接触滤波

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轨道交通轮轨滚动噪声的预测

振动与冲击 2007年第12期26卷 146-150页

作者：刘林芽雷晓燕练松良华东交通大学土建学院南昌330013 同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海200331

随着我国大规模的铁路提速改造工程的实施,以及大力发展高速客运专线,铁路列车的运行噪声给沿线的居住环境带来了严重影响。基于轮轨竖向及横向振动相互作用关系,根据结构声辐射理论,考虑大地反射的影响,推导了铁路轮轨滚动噪声声压级... 详细信息

随着我国大规模的铁路提速改造工程的实施,以及大力发展高速客运专线,铁路列车的运行噪声给沿线的居住环境带来了严重影响。基于轮轨竖向及横向振动相互作用关系,根据结构声辐射理论,考虑大地反射的影响,推导了铁路轮轨滚动噪声声压级谱的理论表达式。为验证本模型的正确性,在轮轨高频振动响应和轮轨噪声计算两方面和有关文献实测结果进行了对比验证,此外还对我国既有线轮轨噪声进行了理论预测和现场实测,数值计算结果与实验结果具有较好的一致性。

关键词：轨道交通轮轨相互作用轮轨噪声

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轮轨振动与噪声