国家自然科学基金(51008017)
- 作品数：28 被引量：242H指数：10
- 相关作者：刘维宁刘卫丰李克飞金浩王文斌更多>>
- 相关机构：北京交通大学中国铁道科学研究院北京城建设计研究总院有限责任公司更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金博士研究生创新基金更多>>
- 相关领域：交通运输工程理学一般工业技术建筑科学更多>>
- 基于变速及曲线车轨耦合频域解析模型的地铁减振轨道动力特性研究被引量：1
- 2013年
- 地铁振动是个复杂的系统问题，涉及列车类型、轨道结构、线路状况和行车速度等诸多因素。在轨道结构周期性频域解析模型的基础上，结合地铁现场锤击试验和振源测试，建立变速及曲线车轨耦合频域解析模型，研究地铁减振轨道的动力特性，主要研究内容和结论如下。
- 李克飞刘维宁
- 关键词：地铁动力特性频域变速
- 移动谐振荷载作用下浮置板轨道的动力响应被引量：10
- 2012年
- 在移动谐振荷载作用下,依据周期结构响应的性质,将无限长浮置板轨道响应的问题求解转化到在一块浮置板长度范围内进行,并通过浮置板的位移影响矩阵在频域内实现了钢轨和不连续浮置板的耦合,求得了该范围内钢轨的动力响应,进而以此为基础求得了轨道结构上任意一点的动力响应。结果表明:移动谐振荷载作用下,在移动荷载自身激振频率附近,浮置板轨道位移响应频谱达到峰值;随着移动谐振荷载速度的增大,在频谱上,荷载自身激振频率附近很窄的频段位移响应会有所下降,而在其他大部分频段位移响应会有显著增加;当谐振荷载激振频率与浮置板轨道的固有频率一致时,发生共振现象,在频谱上位移响应的峰值远远大于其他激振频率时响应的峰值;浮置板轨道在移动荷载作用下,存在由荷载周期通过不连续浮置板和扣件而引发的参数激励;当移动谐振荷载激振频率接近有限长浮置板形成驻波的频率时,轨道结构也会产生较大的位移响应。
- 马龙祥刘维宁刘卫丰
- 关键词：浮置板轨道动力响应
- 地铁列车运行引起的振动对精密仪器影响的预测研究被引量：32
- 2013年
- 采用一种动力有限元数值模型,并结合道路交通现场振动测试,对北京地铁8号线列车运行对邻近地铁线路的某科研楼内精密仪器的振动影响进行了预测研究,并比较了普通无砟轨道和浮置板轨道两种工况下楼内外的振动响应。提出了该有限元模型的网格划分、边界条件、阻尼施加等建模原则,采用实测的钢轨振动加速度计算而来的动态轮轨力作为该模型上的激励力。结果表明:采用该动力有限元模型可以有效地预测地铁列车运行引起的振动;浮置板轨道是一种有效的减振措施,在其工作频段内有显著的减振效果,但对低频振动没有减振效果,而且在其自振频率处还有一定的放大作用;地铁8号线开通后,地铁列车振动再叠加上道路交通引起的振动会对科研楼内部分精密仪器的正常工作造成一定的影响,仪器基座处可采取相应的隔振措施来减小振动。
- 刘卫丰刘维宁聂志理吴宗臻李克飞
- 关键词：精密仪器振动测试浮置板轨道
- 梯式轨枕轨道模态试验分析被引量：7
- 2013年
- 梯式轨枕轨道已成为控制地铁列车振动的有效措施之一,但枕下减振垫板的铺设形式如何影响梯式轨枕轨道的动力性能尚没有展开系统研究。该文通过多输入多输出模态测试方法,分析了枕下减振垫板的三种铺设方式对梯式轨枕轨道动力特性的影响。分析得出:现有的枕下减振垫板铺设方式,具有最小的一阶自振频率33Hz。单侧铺设10块枕下减振垫板的梯式轨枕轨道,具有最大的一阶阻尼比4.2%。三种枕下减振垫板铺设方式,梯式轨枕轨道前6阶阻尼比都具有先减小后增大的规律,一阶振型都沿轨道中心线对称。单侧铺设5块和7块枕下减振垫板的梯式轨枕轨道,二阶振型都沿轨道中心线反对称,和单侧铺设10块枕下减振垫板的梯式轨枕轨道正相反。分析结果为梯式轨枕轨道的工程应用提供了参考。
- 金浩刘维宁王文斌
- 关键词：模态试验自振频率阻尼比振型
- 地铁列车与道路车辆运行对环境的振动影响现场测试与分析被引量：37
- 2013年
- 为评价地铁列车和道路车辆运行对环境的振动影响,选取北京地铁1号线东单站—建国门站普通无砟轨道区间以及4号线北京大学东门站—圆明园站浮置板轨道区间,在地表布置多个传感器,对地铁列车单独引起的振动、公交车单独引起的振动,以及两者叠加振动进行现场测试,对振动的Z振级和1/3倍频程谱进行分析。结果表明:无论采用非减振的普通无砟轨道还是浮置板轨道,在距离地铁隧道中心线一定范围内,公交车引起的振动对沿线居民影响要强于地铁列车;采用浮置板轨道,可降低地铁列车引起的10Hz以上的地表振动,尤其是4080Hz控制频段内的振动,可在一定程度上减小地铁列车对沿线居民的振动影响。可采用浮置板轨道来减小地铁列车振动对沿线精密仪器的影响,但采用浮置板轨道仍会使得现有环境振动有所增加,其增量是否会影响沿线精密仪器正常使用,需要根据仪器对环境振动的限值而定。
- 刘卫丰刘维宁袁扬李克飞吴宗臻
- 关键词：地铁列车道路车辆振动测试环境影响
- 基于觅食-返巢机制连续域蚁群算法被引量：6
- 2012年
- 蚁群算法求解函数问题,人工蚂蚁的搜索范围和信息素浓度更新速度直接影响到是否能够获得全域最优解。为了获得更加稳定且准确的全域最优解,受自然蚂蚁觅食后返巢行为的启发,提出了具有觅食-返巢机制的蚁群算法。该算法主要通过增大人工蚂蚁的搜索范围以及加快信息素浓度的更新速度进行改进。通过函数测试,结果表明:觅食-返巢连续域蚁群算法相比于以往的遗传算法和连续域蚁群算法,能够得到更好的计算结果和运行时间。因此觅食-返巢机制使得蚁群算法求解全域最优解的能力获得了提高。
- 金浩刘维宁
- 关键词：蚁群算法信息素函数
- 基于功率流法梯式轨枕轨道减振性能研究被引量：4
- 2012年
- 为研究梯式轨枕轨道的减振性能,将梯式轨枕轨道系统简化为四端网络。利用功率流法,分析纵向轨枕截面宽、高以及枕下弹性垫板动刚度、材料损耗因子对梯式轨枕轨道系统减振性能的影响。分析表明:枕下弹性垫板动刚度增大,使得传递到整体道床的总功率流增大,同时纵向轨枕的自振频率也增大;枕下弹性垫板材料损耗因子、纵向轨枕横截面宽、高的增大,都能使传递到整体道床的总功率流减少,同时纵向轨枕截面宽、高的增大降低了纵向轨枕自振频率。因此,应尽量增大纵向轨枕截面面积和枕下弹性垫板材料损耗因子以及减小枕下弹性垫板动刚度,从而获得更好的减振效果。
- 金浩刘维宁
- 关键词：功率流四端网络减振
- 地铁振动的地表低频响应预测研究被引量：8
- 2011年
- 地铁振动引起的环境问题备受人们的关注,特别是近年来,低频(<20Hz)振动对高精密仪器和设备、古建筑物等的影响已成为焦点。如何采取合理的减振措施将低频振动的影响降到最低是亟需解决的问题。在北京交通大学轨道减振与振动控制试验室,开展钢弹簧浮置板轨道和普通轨道低频振动试验;基于地表低频响应测试数据,结合"钢弹簧浮置板轨道-隧道-地层"和"普通轨道-隧道-地层"耦合的三维有限元数值模拟结果,采用回归分析的方法,研究地表低频响应受激振频率(1～20Hz)、距轨道水平距离(0～100m)和轨道埋深(10～30m)等因素的影响,推导出地表低频响应量分析公式。将公式预测的地表低频响应量的最大值分成II、II、II和IV四级响应带,进一步讨论响应带分布与轨道埋深、距轨道水平距离和轨道基频等关键因素的关系,从而为减少地铁振动的地表低频响应措施提供参考。
- 丁德云刘维宁李克飞刘卫丰孙晓静
- 关键词：地铁振动三维有限元
- 轨道交通地表振动局部放大现象成因分析被引量：20
- 2013年
- 为研究轨道交通振动产生地表局部放大现象原因,利用地表落锤试验和半空间位移格林函数解析解,分析了振源位于地面和地下两种情况下单频振动的地表响应传播规律。结果表明:1)当振源位于地面时,单一频率的地表振动响应幅值随距离呈现波浪形衰减,波动间隔与其自身频率相关。地表体波和瑞利波衰减速度不同而引起的振动叠加效应是造成上述现象的主要原因。2)当振源埋置于地下时,单一频率的地表振动响应将在距振源与埋深大致相当的近场处产生一个明显的波峰或波谷,在远场衰减规律与振源位于地面的情况近似。
- 马蒙刘维宁王文斌
- 关键词：轨道交通格林函数落锤试验
- 蚁群算法耦合LS-DYNA梯式轨枕轨道动力特性优化被引量：12
- 2013年
- 为研究枕下减振垫材料密度和弹性模量对梯式轨枕轨道动力特性的影响,提出连续函数蚁群算法耦合LS-DYNA动力有限元程序的方法。首先利用连续函数蚁群算法程序,优化设计变量;其次,调用LS-DYNA动力有限元程序,对优化参数后的有限元模型进行计算;最后,将LS-DYNA动力有限元程序计算得到的结果反馈给连续函数蚁群算法程序。利用该方法,研究得出:在可取的材料参数范围之内,梯式轨枕轨道枕下减振垫最佳材料密度为620 kg/m3,最佳弹性模量为6.25×106N/m2。将优化后的枕下减振垫用于地铁运营线,基底台座1～80 Hz频段加权VLz减小6.5 dB。因此认为,连续函数蚁群算法耦合LS-DYNA方法优化梯式轨枕轨道动力特性有效。
- 金浩刘维宁
- 关键词：蚁群算法连续函数有限元分析
