【摘 要】
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轨道不平顺是引起轮轨振动的主要根源,影响着列车运营安全性和乘坐舒适性。轨检车成本高且不能准确、及时地反映轨道不平顺状态,通过研究轨道不平顺与轴箱振动数据对应关系,利用易测得的车辆轴箱加速度评估轨道不平顺的状态,高效、经济地为线路养护维修提供有效信息并消除安全隐患具有重要意义。本文以轴箱加速度和轨道不平顺为研究对象,分析了轴箱加速度在不同速度和轨道不平顺工况下的变化规律以及轴箱加速度积分得到的位移与
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轨道不平顺是引起轮轨振动的主要根源,影响着列车运营安全性和乘坐舒适性。轨检车成本高且不能准确、及时地反映轨道不平顺状态,通过研究轨道不平顺与轴箱振动数据对应关系,利用易测得的车辆轴箱加速度评估轨道不平顺的状态,高效、经济地为线路养护维修提供有效信息并消除安全隐患具有重要意义。本文以轴箱加速度和轨道不平顺为研究对象,分析了轴箱加速度在不同速度和轨道不平顺工况下的变化规律以及轴箱加速度积分得到的位移与轨道激扰之间的关系,得到了轴箱振动响应和轨道不平顺之间的对应关系,主要工作和结论体现在以下几个方面:（1）依据北京地铁4号线的车辆动力学参数,在SIMPACK中建立了整车动力学仿真模型。采用逆傅里叶变换法对美国轨道五级谱进行数值模拟,作为动力学模仿真模型的激励输入。（2）通过分析各工况下的仿真计算结果得到,速度一定时轴箱加速度的整体幅值随轨道激扰的增大而增大;轨道激扰一定时轴箱加速度的整体幅值随速度的增大而增大。计算轴箱加速度与轨道激扰的相干性可得,轴箱垂向加速度与轨道垂向激扰有较强的相干性,轴箱相干性较差。提取轴箱加速度的时、频域特征值后分析得到,不同轨道不平顺倍数下轴箱加速度的部分时、频域特征值基本随速度线性变化。利用轴箱加速度的时频域特征值,得到以轴箱加速度和速度估计轨道不平顺状态的数学模型。（3）采用多项式拟合法消除轴箱加速度积分中的趋势项得到轴箱位移,基于雨流计数法得到轴箱位移和轨道激扰的幅值-频次分布并对分布曲线进行拟合。通过比较轴箱位移和轨道激扰的幅值-频次分布曲线,得到不同工况下轨道不平顺的幅值-频次分布拟合曲线参数的比值与由轴箱加速度数值积分得到的幅值-频次分布拟合曲线参数的比值关系,因此可以用轴箱加速度积分之间的关系表征轨道不平顺间的关系,从而实现利用轴箱加速度积分所得的位移响应表征轨道不平顺之间的关系。（4）开展北京地铁4号线线路实验,获取实际运营车辆的加速度和速度数据。结合线路实测加速度信号进行分析计算,得到北京地铁四号线的实测轴箱振动信息在不同工况下的变化规律。利用实测轴箱加速度信号积分得到的各站间轨道激扰倍数关系能够与利用轴箱加速度特征值推导出的激扰倍数关系基本吻合。本文研究得到的轴箱加速度与轨道不平顺对应关系模型能够用于实际线路维护工作,为地铁线路的日常检修提供参考。图69幅,表28个,参考文献68篇。
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