非線性準零剛度浮置板軌道振動響應分析

發布時間：2021-02-03 15:15 原文鏈接：非線性準零剛度浮置板軌道振動響應分析

　　目的：

　　綜合考慮車軌耦合系統的安全性與減振效果，合理優化浮置板軌道用準零剛度隔振器正負剛度元件的參數匹配，從而降低鋼彈簧浮置板軌道基頻，提高低頻減振效果。

　　創新點：

　　1. 應用高靜低動非線性剛度特征，在保證動態位移不超限的前提下，進一步優化浮置板軌道的低頻減振效果，解決了傳統線性隔振理論面臨的瓶頸問題。2. 在毫米級的動態位移限制范圍內，研究了一種針對浮置板準零剛度隔振器結構的參數匹配優化分析方法。

　　方法：

　　針對浮置板軌道毫米級動態位移，提出正負剛度元件參數的匹配研究順序以及合理取值范圍。2. 建立一種車輛-準零剛度浮置板軌道耦合動力學模型。3. 綜合準零剛度隔振器對輪軌系統安全性及浮置板軌道減振效果的影響，提出正負剛度元件的參數匹配及優化方法。

　　結論：

　　1. 在浮置板軌道毫米級動態位移范圍內，隔振器的剛度非線性程度主要取決于負剛度元件的原始長度（圖2）。2. 負剛度元件在浮置板軌道無車載情況下的壓縮長度決定了浮置板軌道在靜力荷載作用下的低動剛度（圖3）；然而，為了保證浮置板軌道動態位移不超限，需要提高正剛度元件的剛度以實現浮置板軌道在車輛荷載作用下的高靜剛度（圖4）。3. 在隔振器承載能力相同的情況下，正負剛度元件有多種剛度匹配方式（圖4），但其減振效果與非線性特性密切相關；剛度非線性過低，其減振效果與降低線性隔振器剛度相似（圖10和11）；剛度非線性過強，將會導致高于傳統固有頻率的振動被放大（圖17）。4. 通過關鍵參數的合理匹配，在不增加浮置板軌道動態位移的情況下（圖12），固有頻率可降低20%，而基頻處浮置板垂向振動加速度水平和支承力分別降低6.9 dB和55%（圖16和17）。

　　關鍵詞組：

　　浮置板軌道；準零剛度隔振器；車輛軌道耦合動力學；低頻減振效果

　　作者：

　　Ze-ming Zhao, Kai Wei, Juan-juan Ren, Gao-feng Xu, Xiang-gang Du, Ping Wang

　　本文引用格式：

　　Ze-ming Zhao, Kai Wei, Juan-juan Ren, Gao-feng Xu, Xiang-gang Du, Ping Wang, 2021. Vibration response analysis of floating slab track supported by nonlinear quasi-zero-stiffness vibration isolators.

　　Journal of Zhejiang University-SCIENCE A (Applied Physics & Engineering), 22(1):37-52.

　　https://doi.org/10.1631/jzus.A2000040