基于虚拟激励法列车脱轨系数概率统计研究

• 作者: 周子骥 张楠 孙琪凯
• 来源期刊: 工程力学
• 学科: 交通运输
• 关键词: 高速铁路 脱轨系数 虚拟激励法(PEM) 极值理论 随机振动
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 机械工程学科|MECHANICAL-ENGINEERING
• 页码范围: 219-227
• 页数: 9页
• 分类号: U461.5+6
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/j.issn.1000-4750.2020.12.0927

摘要

为探讨高速铁路列车脱轨系数安全指标的随机特性,基于虚拟激励法与极值理论,采用多体动力学理论与有限元法建立车桥随机振动模型.采用垂向密贴、横向线性蠕滑轮轨关系建立车-桥耦合系统动力学方程;运用虚拟激励法将轨道不平顺转化为一系列频率点处简谐荷载的叠加,将非平稳问题转化为确定性的时间历程问题,通过分离迭代法求得轮轨力功率谱;基于调制函数,采用谐波叠加法在每一时刻求和得到轮轨力时程样本;通过极值理论探究脱轨系数最大值概率分布函数并求得其最大值.同时讨论了不同挠跨比情况下,轮轨力功率谱的平稳特性.基于该计算模型,以24.6 m混凝土简支梁为研究对象,研究不同车速下脱轨系数极值分布情况.研究结果表明:极值分布能很好的求得不同车速下的脱轨系数极值;速度越大,脱轨系数极值分布的离散型越强,对应的99.73％置信度脱轨系数值越大;置信度99.73％对应极值能较好的控制住时域样本最大值;就所研究的工况而言,桥梁变形对轮轨力功率谱平稳特性的影响很小.