申请/专利权人：太原理工大学

申请日：2022-10-09

公开（公告）日：2023-04-07

公开（公告）号：CN115293009B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F30/13;G06F111/10;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.04.07#授权;2022.11.22#实质审查的生效;2022.11.04#公开

摘要：本发明涉及一种基于CRTSⅠ型板式无砟轨道垂向动力学子系统建模，属于动力学建模及仿真技术领域，包括以下步骤：1提取动力学分析所需参量；2对轨道子系统进行整合并建立动力学分析方程；3参数分析，设定每一参量所对应的分析参数值，如几何尺寸、刚度、阻尼等；4建立垂向动力学模型，其能够基于有限元软件ABAQUS的前处理模块，创建CRTSⅠ型板式无砟轨道的垂向动力学模型并分析。本发明具有精度高、功能强、参数容易确定、计算简便等优点，且能够充分地考虑与所研究问题密切相关的影响因素。

主权项：1.CRTSⅠ型板式无砟轨道垂向动力学子系统建模方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.选定待分析的CRTSⅠ板式无砟轨道模型所包含的分析参量，所述分析参量包括钢轨、扣件、轨道板、CA砂浆层、混凝土底座和沥青混凝土层，其中：钢轨采用连续弹性离散点支承的Euler梁；轨道板、混凝土底座只考虑垂向振动；将CRTSⅠ型板式无砟轨道结构近似处理为“梁”进行建模，将钢轨与轨道板之间的“扣件”、轨道板与混凝土底座之间的“CA砂浆层”、混凝土底座与路基之间的“沥青混凝土层”均近似处理为“弹簧-阻尼单元”；S2.对轨道子系统进行整合并建立动力学分析方程：将轨道结构分为钢轨-扣件、轨道板-CA砂浆层、混凝土底座-沥青混凝土层三层结构，并对所述三层结构进行动力学建模，通过动力学方程简化方法建立动力学方程：所述钢轨-扣件层的振动微分方程为： 式中：ωr为钢轨的竖向挠度，即钢轨的振动位移，ωil1为轨道板竖向位移；Fi为轮载力；δx为Dirac函数，x为列车行驶过的位移量，Dirac函数表示在除了零以外的点函数的取值均为“0”，而且在整个定义域上的积分等于“1”，式1中表示轮载力作为一个集中力作用在当前钢轨段的分布密度；ErIr为钢轨抗弯刚度，mr为钢轨单位质量，cf、kf分别为扣件的阻尼、刚度；所述轨道板-CA砂浆层的振动微分方程为： 式中：ωil2为混凝土底座的垂向位移；Eil1Iil1为轨道板的抗弯刚度；mil1为轨道板单位质量，kil1、cil1分别为整合层的刚度和砂浆层的阻尼；所述混凝土底座-沥青混凝土层的振动微分方程为： 式中：ωsl为基床表层垂向位移；Eil2Iil2为混凝土底座的抗弯刚度；mil2为混凝土底座单位质量，kil2、cil2分别为整合层的刚度和沥青混凝土层的阻尼；通过式1、2、3得到CRTSⅠ型板式无砟轨道结构近似处理为“梁”的振动微分方程组；S3.参数分析，设定每一参量所对应的分析参数值，包括几何尺寸、刚度以及阻尼；S4.建立垂向动力学模型，其中钢轨近似处理为“梁单元”进行离散，采用质量单元模拟轨道板、混凝土底座，将钢轨与轨道板之间的“扣件”、轨道板与混凝土底座之间的“CA砂浆层”、混凝土底座与路基之间的“沥青混凝土层”均近似处理为“弹簧-阻尼单元”进行模拟。

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权利要求：

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