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新型弹性侧支撑长轨枕式减振轨道结构力学特性研究

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振动与冲击 2023年第17期42卷 25-34,85页

作者：曹子勇和振兴苏程包能能王玉魁贠剑峰兰州交通大学机电工程学院兰州730070

新型弹性侧支撑长轨枕式减振轨道和既有轨枕式减振轨道的弹性支撑方式不同,重点对新型弹性侧支撑长轨枕式减振轨道力学特性和关键参数展开研究。在轮载作用条件下,对比分析两种减振轨道的应力分布情况,找出道床的应力集中区域及最不利位... 详细信息

新型弹性侧支撑长轨枕式减振轨道和既有轨枕式减振轨道的弹性支撑方式不同,重点对新型弹性侧支撑长轨枕式减振轨道力学特性和关键参数展开研究。在轮载作用条件下,对比分析两种减振轨道的应力分布情况,找出道床的应力集中区域及最不利位置,研究载荷施加在新型弹性侧支撑长轨枕式减振轨道不同位置时部件的应力分布特征,并对道床的减振特性加以研究。针对荷载作用于轨枕正上方时的最不利位置,进行道床承轨槽折角处的应力分布分析,以及减振轨道整体道床的配筋设计与检算。采用试验与仿真相结合的方发,研究了侧支撑式弹性垫板的厚度、空间倾斜量和材料硬度对轨枕节点动刚度和垂向最大位移的影响。研究结果表明,新型弹性侧支撑长轨枕式减振轨道道床的最大应力出现在承轨槽两侧下部靠近折角的区域,与既有轨枕式减振轨道的最大应力出现在承轨槽底部中间区域截然不同,且减振效果较显著。道床结构参考既有纵向承轨台整体式道床的配筋方案可以满足受力要求,承轨槽两侧下端折角处不会开裂。侧支撑式弹性垫板的厚度、空间倾斜量和材料硬度是影响新型弹性侧支撑长轨枕式减振轨道节点动刚度的三个关键,其中厚度和材料硬度的变化对节点动刚度的影响较大,增加侧垫厚度,降低材料硬度使节点动刚度降低,载荷-位移滞回曲线的面积增大,消耗的振动能量更多;空间倾斜量的影响较小,与节点刚度之间存在正比例变化关系;在三个关键参数的研究范围内取值可以获得满足规范要求,并具有不同减振等级的节点动刚度。

关键词：减振轨道减振效果配筋侧支撑式弹性垫板节点动刚度

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地铁车辆段上盖建筑道砟垫减振机理与效果

浙江大学学报（工学版） 2023年第1期57卷 71-80页

作者：曹志刚王思崎许逸飞白晓东袁宗浩马夏飞浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江杭州310058 浙江工业大学岩土工程研究所浙江杭州310023 杭州市东胜置业有限公司浙江杭州310020

为了分析道砟垫对上盖建筑的减振效果,对杭州市某地铁车辆段咽喉区、试车线碎石道床(含道砟垫)轨道和上盖建筑振动响应进行现场测试.考虑桩与土体的相互作用,建立列车-轨道-土体-桩-上盖建筑三维全耦合动力学模型,揭示了车辆段列车引起... 详细信息

为了分析道砟垫对上盖建筑的减振效果,对杭州市某地铁车辆段咽喉区、试车线碎石道床(含道砟垫)轨道和上盖建筑振动响应进行现场测试.考虑桩与土体的相互作用,建立列车-轨道-土体-桩-上盖建筑三维全耦合动力学模型,揭示了车辆段列车引起上盖建筑振动传播的规律以及道砟垫对上盖建筑减振的机理,分析不同车速下道砟垫刚度对减振效果的影响.结果发现,上盖建筑底层振动主频为40~80 Hz,高频成分随着层高衰减明显;建筑顶层振动主频为20~40 Hz,低频成分随着层高有增大的趋势.道砟垫对上盖建筑的减振效果随着频率的增大呈整体改善的趋势,40 Hz以上的频段,结构最大插入损失可达7~12 dB.车速越高,道砟垫刚度越小,道砟垫对上盖建筑的减振效果越好.综合考虑道砟垫压缩量和减振效果,建议道砟垫刚度取值为0.012~0.024 N/mm^(3).

关键词：地铁车辆段道砟垫上盖建筑物减振效果

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新型网孔式弹性道床垫减振性能研究

铁道学报 2023年第9期45卷 142-150页

作者：和振兴王志璇封全保苏程包能能白彦博兰州交通大学机电工程学院甘肃兰州730000 清华大学天津高端装备研究院天津300300

弹性道床垫减振轨道的技术核心在于设置在轨道板下的弹性道床垫。鉴于既有USM型弹性道床垫存在的自身结构特征导致材料利用率不高的缺点,提出一种材料利用率更高的新型网孔式弹性道床垫。分别建立USM型弹性道床垫、单层网孔式弹性道床... 详细信息

弹性道床垫减振轨道的技术核心在于设置在轨道板下的弹性道床垫。鉴于既有USM型弹性道床垫存在的自身结构特征导致材料利用率不高的缺点,提出一种材料利用率更高的新型网孔式弹性道床垫。分别建立USM型弹性道床垫、单层网孔式弹性道床垫和双层复合网孔式弹性道床垫有限元模型,通过对比研究发现,网孔式弹性道床垫相较于既有USM型弹性道床垫,具有应力低且分布均匀,阻尼耗能能力更强的特性。基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立车辆-弹性道床垫减振轨道耦合动力学模型,评价新型网孔式弹性道床垫减振轨道的减振性能和稳定性。对比分析发现,同刚度条件下,网孔式弹性道床垫减振轨道的减振性能可以显著提升,并且对车辆的运行品质和轨道系统的稳定性不会造成负面影响,其对应的钢轨和轨道板的垂向振动加速度均有不同程度的降低。

关键词：减振轨道弹性道床垫有限元方法车辆-轨道耦合动力学减振效果稳定性

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弹性波纹环减振轴承设计与分析

航空动力学报 2023年第2期38卷 482-490页

作者：武洪凯吴承伟大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024

设计了一种圆周周向呈现正弦波纹状的弹性圆环轴承阻尼器,与滚动轴承耦合到一起,实现轴承减振吸能功能。建立了弹性波纹环减振轴承的力学模型,利用有限元方法对该减振轴承进行力学性能分析,研究了弹性波纹环几何参数对其应力分布和径向... 详细信息

设计了一种圆周周向呈现正弦波纹状的弹性圆环轴承阻尼器,与滚动轴承耦合到一起,实现轴承减振吸能功能。建立了弹性波纹环减振轴承的力学模型,利用有限元方法对该减振轴承进行力学性能分析,研究了弹性波纹环几何参数对其应力分布和径向压缩刚度的影响以及弹性波纹环的减振吸能效果。结果表明:与弹性凸台环比较,弹性波纹环的应力分布有了很大改善,在给定工况下,最大Mises应力从1356 MPa降低到464 MPa,应力减小了64%,消除了应力集中现象;弹性波纹环的厚度、波纹周期数和弹性环直径对弹性环的应力和刚度影响显著。弹性波纹环的引入大幅度降低了轴承在振动冲击时受到的冲击力。

关键词：弹性波纹环有限元分析应力集中应力分布减振效果

附加PTMD风力发电机结构减振控制试验研究

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建筑结构学报 2023年第4期44卷 267-275页

作者：鲁正荣坤杰马晨智同济大学结构防灾减灾工程系上海200092 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

通过开展附加颗粒调谐质量阻尼器(particle tuned mass damper,PTMD)风力发电机结构模型的自由振动试验和振动台试验,研究PTMD自身参数对其减振性能的影响规律,检验PTMD用于降低风力发电机结构不利振动的合理性与有效性,揭示随机激励下... 详细信息

通过开展附加颗粒调谐质量阻尼器(particle tuned mass damper,PTMD)风力发电机结构模型的自由振动试验和振动台试验,研究PTMD自身参数对其减振性能的影响规律,检验PTMD用于降低风力发电机结构不利振动的合理性与有效性,揭示随机激励下耦合系统的工作机理。借助自由振动试验研究了设计参数对PTMD减振性能的影响规律,初步确定了系统的参数配置。同时,通过地震波激励工况、风荷载激励工况和风-地震耦合荷载激励工况对风力发电机结构使用PTMD进行振动控制的合理性与有效性进行了检验,进一步揭示随机激励下耦合系统的减振机理。试验结果表明:颗粒-腔体质量比和频率比参数分别取值0.27和0.97时PTMD表现出较好的减振性能;3种随机激励下PTMD能够有效抑制风力发电机结构的动力响应,其中,El Centro波作用下,PTMD对结构顶部加速度和位移峰值响应的控制效果分别为5.52%和7.73%,而对均方根响应的控制效果则高达33.3%和32.08%。由此可见,PTMD对均方根响应的控制效果优于峰值响应。对比传统调谐质量阻尼器(TMD)结果可知,经合理设计的PTMD具有更佳的减振效果,且PTMD的工作冲程更小,效率高达20%以上,因此更适用于具有空间局限性的风力发电机结构。此外,叶片转动产生的空气阻力对风力发电机结构响应起到抑制作用,在一定程度上间接地削弱了PTMD的减振性能。

关键词：风力发电机结构颗粒调谐质量阻尼器被动控制自由振动试验振动台试验减振效果

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周期性矩形管浮筏结构的振动分析

哈尔滨工程大学学报 2022年第9期43卷 1277-1282页

作者：朱自强李爽曲嘉哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学青岛创新发展基地山东青岛266400

为减小舰船动力设备机械振动的传播,提高舰船减振能力,本文设计了一种在压缩载荷下具备负泊松比特性的周期性矩形管浮筏结构。通过数值模拟分析了矩形管层数、梯度排列方式和矩形管单胞壁厚对结构振动传递特性的影响。结果表明:矩形管... 详细信息

为减小舰船动力设备机械振动的传播,提高舰船减振能力,本文设计了一种在压缩载荷下具备负泊松比特性的周期性矩形管浮筏结构。通过数值模拟分析了矩形管层数、梯度排列方式和矩形管单胞壁厚对结构振动传递特性的影响。结果表明:矩形管层数和矩形管单胞厚度对结构的固有频率影响较大。在相同面密度下,梯度排列的矩形管可改变结构的共振频率,同时对减振效果有一定程度的提升。此外随着矩形管壁厚的增加,结构的固有频率逐渐增高,同时结构整体的减振效果呈现先增强后减弱的趋势。

关键词：周期性结构位移振级落差浮筏数值模拟负泊松比梯度排列矩形管共振频率减振效果

突加不平衡下弹性环挤压油膜阻尼器减振性能实验

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航空动力学报 2023年第1期38卷 32-40页

作者：张广辉黄延忠陈亚龙王震林徐科繁冯磊哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001 中国航发商用航空发动机有限责任公司上海200241 中国工程物理研究院总体工程研究所四川绵阳621900

为了研究在瞬态冲击(突加不平衡)下弹性环挤压油膜阻尼器(elastic ring squeeze film damper,ERSFD)对转子系统突增振动的抑制效果,设计并搭建带ERSFD的转子动力学实验台,开展突加不平衡动力学实验,获取阻尼器供油和不供油下转子系统升... 详细信息

为了研究在瞬态冲击(突加不平衡)下弹性环挤压油膜阻尼器(elastic ring squeeze film damper,ERSFD)对转子系统突增振动的抑制效果,设计并搭建带ERSFD的转子动力学实验台,开展突加不平衡动力学实验,获取阻尼器供油和不供油下转子系统升速及降速过程中的振动响应规律。结果表明ERSFD供油后有效地抑制了突加不平衡引起的瞬态响应,降低了突加不平衡引起的额外振动74.39%,同时抑制了转子经过临界转速的基频振动(幅值最大降低了62.18%);ERSFD供油后会在转子系统中引入额外的刚度和阻尼,其综合效果表现为转子的临界转速较ERSFD不供油的状态下,1阶临界转速降低2.39%。

关键词：突加不平衡弹性环挤压油膜阻尼器瞬态响应临界转速减振效果

基于PTMD的钢-混组合梁减振效应试验研究

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振动与冲击 2022年第22期41卷 121-129页

作者：杨洋李德安孙晓彤金大帅王佐才袁子青安徽省交通控股集团有限公司合肥230088 合肥工业大学合肥230009 安徽省基础设施安全检测与监测工程实验室合肥230009 土木工程防灾减灾安徽省工程技术研究中心合肥230009

针对钢-混组合梁桥的行车振动问题,设计了一种碰撞调谐质量阻尼器(pounding tuned mass dampers, PTMD)装置,进行了基于PTMD的钢-混组合梁减振效应试验研究和数值分析研究。设计并制作了钢-混组合梁试验模型和PTMD装置,研究了PTMD装置... 详细信息

针对钢-混组合梁桥的行车振动问题,设计了一种碰撞调谐质量阻尼器(pounding tuned mass dampers, PTMD)装置,进行了基于PTMD的钢-混组合梁减振效应试验研究和数值分析研究。设计并制作了钢-混组合梁试验模型和PTMD装置,研究了PTMD装置的减振效果并进行PTMD装置的参数讨论。结果表明,该PTMD装置对钢-混组合梁的振动有明显的抑制效果,在振动响应较大时能够取得更好的减振效果,其最佳质量比为2%,最佳碰撞间隙为4 mm,在试验梁上同时安装3个PTMD更为合理。以某高速公路线路上的双主梁钢-混组合梁桥为研究背景,建立了车-桥-PTMD耦合系统模型,计算并对比双主梁钢-混组合梁桥在移动车辆荷载作用下无减振装置和应用PTMD装置下的动力响应,验证了PTMD装置在实际应用中的减振效果。

关键词：碰撞调谐质量阻尼器(PTMD) 钢-混组合梁振动控制试验模型减振效果

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高架线减振轨道减振降噪效果测试与分析

振动与冲击 2022年第15期41卷 83-89页

作者：刘锦辉刘鹏辉杨宜谦董振升周昌盛梁晓东深圳市地铁集团有限公司广东深圳518000 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 中铁二院工程集团有限责任公司成都610031

通过对地铁高架桥上双层非线性减振扣件、减振垫浮置板、橡胶弹簧浮置板、钢弹簧浮置板轨道的现场振动和噪声测试,对高架线不同减振轨道结构的实际减振降噪效果进行分析和评价,分析了桥梁结构振动与辐射噪声之间的关系和不同减振轨道对... 详细信息

通过对地铁高架桥上双层非线性减振扣件、减振垫浮置板、橡胶弹簧浮置板、钢弹簧浮置板轨道的现场振动和噪声测试,对高架线不同减振轨道结构的实际减振降噪效果进行分析和评价,分析了桥梁结构振动与辐射噪声之间的关系和不同减振轨道对减小桥梁结构辐射噪声的效果,可为今后的轨道减振设计提供借鉴,研究表明:相对于双层非线性减振扣件整体道床桥面,减振垫浮置板、橡胶弹簧、钢弹簧浮置板在1-80 Hz内VL_(zmax)的减振效果分别为10.2 dB,10.6 dB,11.8 dB;在1-200 Hz内VL_(za)的减振效果分别为10.3 dB,12.7 dB,12.6 dB;高架线的噪声源频谱是宽频的,在中心频率80 Hz和630 Hz处噪声出现明显峰值;桥梁结构辐射噪声以12.5-250.0 Hz低频噪声为主,桥梁结构辐射噪声可通过桥梁振动速度级或振动加速度级来计算;高架线采用减振轨道可减小桥梁结构辐射噪声,相对于双层非线性减振扣件整体道床桥面,减振垫浮置板、橡胶弹簧、钢弹簧浮置板在12.5-250.0 Hz内桥梁结构辐射噪声L_(Aeq,Tp)的降噪效果分别为7.6 dBA,20.9 dBA,17.1 dBA。

关键词：高架桥减振效果桥梁结构辐射噪声