减振型阻尼钢轨有限元分析

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通过采用有限元模拟来优化运货车辆的车轮阻尼器

通过采用有限元模拟来优化运货车辆的车轮阻尼器摘要在欧盟内部项目沉默了以后，一种新的发明车轮减震器的方法随之应运而生，这种减震器很适合有块刹车的于块运货列车。

肯基尼已经研发了一种可以滑动的减震器，这种减震器由各种不同相互连接在一起的钢板组成的。

为了评估减震器的效果，除了在实验室测量以外，同时也进行了有限元模拟。

对于一个有或无减震器设备的车轮的模拟结果已经得出，当然也包括利用有限元技术模拟减震器的结果。

同时也比较了计算值与实测值。

1绪论日益增加的铁路运输系统造成了声发射的增加。

因此，德意志铁路集团尽一切努力来减少声发射，特别是对又快刹车的运货火车的。

即使经营的需要使得设计一种新车轮很困难，这种设计是指能够满足给定结构和热性能的声学需。

一种很好的减少声辐射的办法就是把减震器固定在车轮上。

与使用光滑刹车轮的传统车辆相反，货运列车大多使用了在运行表面起作用的刹车。

因此，块刹车上的减震器不仅要承受高达450摄氏度的高温，而且还要在这样的高温下正常的运转。

在欧盟肃静项目[1]EU-Project SILENCE [1]于德国铁路公司研发的催眠减震系统，它只由能承受热负荷的钢铁组成。

本文介绍了减震系统的工作机制，以及通过使用计算机执行有限元法工具Ansys来评估减震器的带来的声学效果。

该减震系统首台测试样机结果表明了良好的降噪减震效果，该测试是通过有限元法集中在一种特定的情况下进行的，硬性加上的吸收板可以描述某种在某种条件下的功能障碍，比如像极端的天气冬天里的冰冻或者是生了锈的吸收板的表面。

首先，“催眠”减震系统的功能将会给予详细的阐述。

在接下来的部分，将会描述装有阻尼系统的车轮的有限元模拟。

主要部分是集中在事后进行的有限元模拟计算，尤其是对硬性耦合的减震器板的计算。

装置的阻尼效应以及工作的减震板之间的相互滑动将会在前景（展望）中进行讨论。

2“催眠”减震系统该减震系统的两个主要部分是，两个为了可以相互滑动没有硬性连接在一起的薄的钢板组成的。

钢结构仿古建筑阻尼节点动力加载试验及有限元分析3篇

钢结构仿古建筑阻尼节点动力加载试验及有限元分析3篇钢结构仿古建筑阻尼节点动力加载试验及有限元分析1钢结构仿古建筑阻尼节点动力加载试验及有限元分析随着科技的不断进步，建筑工程的技术手段也得到了空前的提高。

传统的砖石结构建筑已经逐渐被淘汰，而更加轻便牢靠的钢结构建筑开始被广泛使用。

随着现代化的发展，仿古建筑逐渐成为了人们的热门选择。

这些仿古建筑为传统的建筑风格注入了现代化的韵味，使得传统的元素与现代气息巧妙地结合在一起。

然而，仿古建筑的防震问题一直是人们比较关注的问题之一。

因此，本文基于钢结构仿古建筑防震问题，开展了阻尼节点动力加载试验及有限元分析研究，为该类型建筑的优化设计提供技术支持。

1.试验设计与试验过程试验样板为仿古建筑中的楼台，钢结构体系为主体结构，楼台屋顶采用复合板铝质材料，楼顶顶杆采用云母石材料，屋檐覆盖面积约为12m2，承重能力为1t。

在仿真试验器上按AT4508型号设置了加速度传感器，力传感器和位移传感器，并进行相应的校准。

试验时以施加正弦波为例，将楼台模型加速度按1Hz、2Hz、3Hz、4Hz相应频率进行动力加载。

将所采集的数据导入数码实验室，对位移、加速度和应变等信号进行采样，并采用数据采集卡将数据上传到计算机上计算。

2.试验结果分析在1Hz、2Hz、3Hz、4Hz频率下，试验得到的楼台结构加速度与位移均有所变化，且变化不大，符合预期效果。

其中在1Hz 下，楼台结构的加速度和位移两者的变化均较小；在2Hz下，楼台结构加速度较大，而位移变化相对较小；在3Hz和4Hz下，楼台结构加速度和位移都有所增大。

试验结果表明，在频率较小的情况下，楼台结构的稳定性较高，而随着频率增加，结构的稳定性相对较差。

3.有限元分析结果将楼台结构的有限元模型建立在ANSYS软件上，并进行强度分析和自振分析。

在强度分析中，通过建立复合材料构件的二次发"桶"中口强度有限元模型，发现结构的承载能力较强；在自振分析中，根据楼台结构的天线上公道杆振动的不同频率和振幅，对实际楼台结构进行的对比分析，得出在不同频率下，楼台结构的自振特点和响应曲线。

轨道交通铸件的阻尼特性分析与优化

轨道交通铸件的阻尼特性分析与优化引言：轨道交通铸件作为重要的组成部分，对于轨道交通的安全和稳定运行具有重要意义。

然而，在铸件的设计和制造过程中，存在着一些阻尼特性方面的问题，这些问题可能会对轨道交通系统的性能产生不利影响。

因此，进行轨道交通铸件阻尼特性的分析与优化是非常必要和重要的。

一、轨道交通铸件的阻尼特性分析1. 阻尼在轨道交通系统中的作用阻尼对轨道交通系统的运行安全和舒适性起着关键作用。

合理的阻尼设计可以减小振动、噪音，提高车辆的稳定性和行驶平顺性。

2. 铸件的阻尼特性分析方法（1）模态分析：通过有限元方法对铸件的固有频率和振型进行计算和分析，从而得出铸件的阻尼特性。

（2）试验分析：通过模态试验等方式获取铸件的振动数据，结合数学统计方法对铸件的阻尼特性进行评估。

3. 常见的阻尼特性问题（1）过大的阻尼：会增加轨道交通系统的能耗，降低系统的运行效率。

（2）不足的阻尼：可能导致噪音、振动等不良影响，影响轨道交通系统的乘坐舒适性。

二、轨道交通铸件阻尼特性优化的方法1. 材料选择与设计优化（1）选择具有良好阻尼特性的材料：如橡胶、聚合物等，以增加铸件的阻尼性能。

（2）合理设计铸件的形状和结构：减小铸件的共振频率，提高铸件的阻尼特性。

2. 结构优化与减振措施（1）改变铸件的几何形状：如增加圆角、加强连接处等，减小应力集中，改善阻尼特性。

（2）增加阻尼材料层：在铸件表面或内部增加阻尼材料层，以增加铸件的阻尼性能。

3. 阻尼特性监测与调整（1）通过模态试验等手段对已制造的铸件进行阻尼特性的监测与评估，发现问题及时调整。

（2）运营过程中的实时监测和调整，确保铸件的阻尼特性始终符合要求。

三、案例分析：城市轨道交通车轮阻尼特性的优化案例以城市轨道交通车轮为例，介绍其阻尼特性的分析与优化措施。

1. 阻尼特性分析：（1）模态分析：通过有限元分析计算车轮的固有频率和振型，得出车轮的阻尼特性。

（2）试验分析：采用模态试验对市区轨道交通车轮进行测试，获取车轮的振动数据，据此分析其阻尼特性。

有限元阻尼单元-概述说明以及解释

有限元阻尼单元-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在概述部分，需要对有限元阻尼单元的主要内容进行简要说明。

可以参考以下内容：有限元方法是一种常用的工程分析方法，广泛应用于结构力学、固体力学、流体力学等领域。

它通过将复杂的结构体系离散成有限数量的元素，并建立相应的数学模型，来解决实际工程中的力学问题。

然而，在实际工程中，材料的阻尼作用常常被忽略或未能准确地建模。

而阻尼是指结构在动态响应过程中由于介质的能量耗散而导致的振幅衰减现象。

因此，为了准确预测结构的动态响应和耐久性能，必须考虑阻尼的影响。

有限元阻尼单元就是为了解决这一问题而引入的。

它是在传统有限元方法的基础上，通过在结构模型中引入阻尼元素，来模拟结构的阻尼特性。

这样可以更加准确地预测结构的动态响应，提高工程的振动控制效果和耐久性能。

在本文中，我们将首先介绍有限元方法的基本原理和应用领域，然后重点讨论阻尼单元的概念和作用。

通过对阻尼单元的分析和应用，我们可以更好地理解和掌握有限元分析中阻尼的建模方法，为实际工程问题的分析和解决提供有力的支持。

通过本文的研究和总结，我们可以得出结论：有限元阻尼单元在工程实践中具有重要的应用价值，可以有效提高结构的动态性能和耐久性能。

同时，我们也对未来的研究方向进行了展望，希望能够进一步提高阻尼单元的建模精度和分析效率，为工程实践提供更可靠的技术支持。

1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。

下面对每个部分的内容进行详细介绍。

引言部分主要包括概述、文章结构和目的三个方面。

在概述中，将介绍有限元阻尼单元的背景和应用领域。

文章结构部分则是对整篇文章的章节组织进行概述，帮助读者了解文章的整体框架。

最后，目的部分明确说明了本文的研究目标和意义，以便读者了解本文的研究动机和目的。

接下来的正文部分将分为两个主要章节。

首先，将简要介绍有限元方法的基本原理和基本步骤，包括有限元离散化、构建刚度矩阵和质量矩阵等。

然后，将重点讨论阻尼单元的概念和作用。

汽车减震器橡胶连接件静刚度有限元分析_胡振娴

收稿日期:2009-03-25 修回日期:2009-04-28第27卷第6期计算机仿真2010年6月文章编号:1006-9348(2010)06-0309-05汽车减震器橡胶连接件静刚度有限元分析胡振娴,顾亮(北京理工大学,北京100081)摘要:在汽车悬架设计中,汽车减震器与车体的连接多采用橡胶-钢零件作为弹性万向节,由于橡胶本身的超弹性以及零件模型的几何非线性,在较大变形的有限元计算中造成网格扭曲与畸形,为了改善车辆的乘适性,在动态冲击下达到减震降噪作用。

重新划分网格进行计算是解决问题的一种途径。

根据Abaqus 非线性有限元分析软件中的CAE 和Python 模块,给出了网格充分计算基本流程。

采用上述方法对汽车减震器的橡胶连接件的垂向和偏转静刚度进行了有限元计算,并与实验对比,有限元计算的误差不超过5%。

关键词:橡胶;减震器;有限元;网格划分中图分类号:TP391 文献标识码:BFEA Techni que on Static Stiffness for ShockerM ountHU Zhen-x ian ,GU L iang(B eiji ng Institute of T echno l ogy ,Be ijing 100081)AB STRACT :There are rubber-steel parts used asm ounts bet ween s hocke r and chassis .Because rubber i s hypere lastic and geo m e try of t he part i s non li near ,the e le m en ts are distorted when stra i ns become too l a rge in l oad i ng procedure ,itm akes the job aborted .R em eshi ng m akes t he job con tinued .In t h i s paper ,process o fR em es h i ng is prov i ded by us i ng CAE and P ython modu l es of A baqus .T he m et hod is used for si m ulati ng the stati c stiffness o f rubber m ount and comparing to the exper i m ent .FEA error i s not ex ceed 5%.K EY W ORDS :R ubbe r ;Sho cker ;FEA;M ap so l u tion1 引言在汽车悬架的设计中,为了改善车辆的乘适性,各部件之间的连接多采用橡胶连接。

有限元中的阻尼矩阵

有限元中的阻尼矩阵有限元方法是一种常用的数值分析方法，用于求解工程力学和结构动力学中的复杂问题。

在有限元分析中，阻尼矩阵是一个重要的参数，用于模拟结构的阻尼特性。

阻尼是指结构在振动过程中由于能量的流失而逐渐减小振动的幅值的一种现象。

在真实的结构中，存在各种形式的阻尼，包括材料内部的内阻尼、结构与周围介质的界面阻尼和结构中的非线性阻尼等。

在有限元分析中，通常采用阻尼矩阵来模拟这些阻尼效果。

阻尼矩阵可以通过多种方法进行计算。

一种常用的方法是基于模态分析。

模态分析是通过求解结构的固有频率和模态振型来描述结构的动态特性。

在模态分析中，可以根据结构的振型和其阻尼比来估算阻尼矩阵。

阻尼矩阵的估算可以基于基频或者多频率振态的模态参数。

在多频率振态分析中，可以使用线性叠加法将各个振态的阻尼矩阵叠加得到整个结构的阻尼矩阵。

另一种计算阻尼矩阵的方法是基于能量法。

能量法是一种基于能量守恒原理的数值分析方法，通过考虑结构的动能和势能来得到结构的动力学方程。

在能量法中，可以根据结构的损耗能量和振动能量之比来计算阻尼矩阵。

常用的能量法包括罗伯特方法、雷莫尔方法和吉布斯方法等。

此外，还可以通过数值模拟方法计算阻尼矩阵，如有限差分法和有限体积法等。

这些方法可以通过离散化结构的偏微分方程来求解结构的动态响应，从而得到阻尼矩阵。

在有限元分析中，阻尼矩阵通常与质量和刚度矩阵一起用于求解结构的动态响应。

动态响应可以通过求解结构的振动模式和频率来描述结构的动力学特性。

阻尼矩阵可以影响结构的振动响应，例如减小振幅和改变振动频率。

因此，在有限元分析中，准确估算阻尼矩阵对于预测和分析结构的动态响应至关重要。

总结而言，阻尼矩阵在有限元方法中扮演着重要的角色，用于模拟结构的阻尼特性。

其计算方法包括基于模态分析、能量法和数值模拟方法等。

准确估算阻尼矩阵对于预测和分析结构的动态响应具有重要意义。

运用有限元分析的阻尼板优化设计

维普资讯
第２７卷第３期
２００７年９月
振动、试与诊断测
ＪｕｎｌｆＶｉｒｔｏＭｅｓｒｍｅｔ＆Ｄｉｇｏｉｏｒａｂａｉｎ。ａｕｅｎｏａｎｓｓ
Ｖｏ．７Ｎｏ３１２．
２优化设计
２１优化设计原理及要素．
１理论基础
阻尼结构自由振动的离散微分方程可写成如下
。
优化设计的基本原理是通过构建优化的数学模
型，运用各种优化方法，满足设计要求的条件下迭在
中国工程物理研究院面上基金资助项目（号：０６３９。编２００１）收稿日期：０５１— ６修改稿收到日期：０６０ — ３２０— ２１；２０ —２１。
有较大幅度的提高，其在工作环境中具有更好的减振性能。使关键词有限元分析阻尼板损耗因子优化设计
中图分类号
０３４２
形式
引言
在振动和噪声控制中，常使用附有粘弹性阻尼材料的阻尼结构。这类结构简单、济、于设计，经便在工程中广泛应用。国内外学者对其做了大量的研究［］大部分学者的注意力主要集中在如何计算获１。
— Ｒ＋ｉＫＪ（）２
其中：，分别为阻尼结构复刚度的实部和虚部。对方程（）行特征值求解，据结构中各材料１进根的应变能、振型与材料损耗因子之间的关系，到阻得

地铁浮轨式减振扣件轨道的轮轨接触有限元分析

地铁浮轨式减振扣件轨道的轮轨接触有限元分析∗
朱强强李伟温泽峰
（西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都６１００３１）
摘要：为了探究浮轨式减振扣件轨道存在的短波长钢轨波磨问题，采用有限元软件ＡＢＡＱＵＳ建立三维轮轨静态接触的数值模型，探讨轨道扣件系统垂向刚度和支撑方式对轮轨接触时接触斑、接触压力和钢轨位移等接触参数的影响。结果表明：轨下结构（扣件实体、轨道板等）对浮轨式减振扣件轨道的轮轨静态接触参数影响很小；采用轨腰支撑的浮轨式减振扣件的最大接触压力大于ＤＴＶＩ２型扣件，接触面积小于ＤＴＶＩ２型扣件；浮轨式减振扣件轨道钢轨垂向位移为与ＤＴＶＩ２型扣件的５倍左右，横向位移比ＤＴＶＩ２型扣件轨道小５�� ２％～１３�� ２％，钢轨翻转角比ＤＴＶＩ２型扣件大１４６�� ３％～２０６�� １％；浮轨式减振扣件的垂向刚度对轮轨接触压力分布、接触面积、钢轨横向位移及钢轨翻转角基本没有影响，而对钢轨垂向位移影响较大，垂向刚度越大钢轨垂向位移越小。浮轨式减振扣件较大的钢轨垂向位移及翻转角，降低了轮轨接触的稳定性，易导致波动的轮轨力，萌生钢轨波磨现象，因而需改进该类型扣件的设计，以降低钢轨翻转角。
ＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＷｈｅｅｌ⁃ｒａｉｌＣｏｎｔａｃｔｆｏｒＭｅｔｒｏＴｒａｃｋｗｉｔｈＦｌｏａｔｉｎｇＲａｉｌＤａｍｐｉｎｇＦａｓｔｅｎｅｒ
ＺＨＵＱｉａｎｇｑｉａｎｇＬＩＷｅｉＷＥＮＺｅＴｒａｃｔｉｏｎＰｏｗｅｒ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＣｈｅｎｇｄｕＳｉｃｈｕａｎ６１００３１，Ｃｈｉｎａ）

基于有限元分析软件的弹簧、质量、阻尼振动系统的瞬态动力分析

基于有限元分析软件的弹簧、质量、阻尼振动系统的瞬态动力分析本文对振动系统瞬态动力学分析方法进行了阐述。

以有限元分析软件ANSYS 10.0作为平台，对弹簧、质量、阻尼系统进行瞬态动力学求导与分析，详细论述了分析的过程，结果与理论分析吻合得很好。

本文的研究可以为制造业的信息化过程提供一定的参考。

0 振动力学简介振动是一种运动形态，是指物体在平衡位置附近作往复运动。

从广义上讲，如果表征一种运动的物理量作时而增大时而减小的反复变化，就可以称这种运动为振动。

如果变化的物理量是一些机械量或力学量，例如物体的位移、速度，加速度、应力及应变等等，这种振动便称为机械振动。

振动力学是指借助数学、物理、实验和计算技术，探讨各种振动现象，阐明振动的基本规律，以便克服振动的消极因素，利用其积极因素，为合理解决各种振动问题提供理论依据的一门科学。

振动是普遍存在的物理现象，是受外界激励而使系统包含的质量、弹性、阻尼等元件对外界激励的响应。

在所有科学领域和日常生活中都会遇到各种不同程度的振动，基于振动对工业生产的重要影响，国内外许多学者在此领域进行了大量的研究。

在机械结构的动力学特性研究上主要体现在以下几方面：(1) 建立振动模型；(2) 确定结构系统的动态特性；(3) 采用非比例阻尼方法准确估计系统的阻尼矩阵；(4) 基于实验数据结构的有限元模型修正等方面。

1 振动系统瞬态动力学分析方法图1 振动模型关系图一般振动问题是由振动系统、激励和响应三部分组成，三者间的关系可表示为如图1所示。

振动问题的研究对象即为振动系统，外界激振力等因素叫做激励(输入)，作用于系统使之产生振动响应(输出)。

振动问题就是从以上三者中，已知两个量来求解另一个参数。

瞬态动力学分析（也称时间历程分析）是用于确定承受任意的随时间变化载荷的结构的动力学响应的一种方法。

可以用瞬态动力学分析确定结构在静载荷，瞬态载荷和简谐载荷的任意组合下的随时间变化的位移、应变、应力及力。

汽车减震器橡胶连接件静刚度有限元分析

果映射的一种功能，即将前期网格上的计算机结果对应到新
网格上，以达到新旧网格计算保持连续性。本文采用了
Ａａｕ／ｙｈｎ语言与ＣＥ结合解决了橡胶大变形计算过程ｂｑｓｐｔｏＡ
中出现的不收敛问题。
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：ｈｒｒｕｂｒｔｅｐｒｓｄａｕｔｅｗｅｎｓｏｋｒａｄｃａｓ．Ｂｃｕｅｒｂｅｓｈｐｒ — Ｔｅｅａｅｒｂｅ —ｓｅｌａｔｕｅｓｍｏｎｓｂｔｅｈｃｅｎｈｓｉｓｓｅａｓｕｂｒｉｙｅｅ
ｂｓｎＡＥａｄＰｔｏｄｌｓｏａｕ．ＴｅｍｅｈｄｉｕｅｒｓｍｕａｉｇｔｅｓａｉｔｎｓｆｒｂｅｕｔｙｕｉｇＣｎｙｈｎｍｏｕｅｆＡｂｑｓｈｔｏｓｓｄｆｉｌｔｈｔｔｓｉｅｓｏｕｂｒｍｏｎｏｎｃｆ
ｄｒ，ｔａｅｅｏｂｒｄｅｅｈｎｋｓｈｂｃｎｉｕｄｎｔｉｐｐｒｐｏｅｓｆｅｅｈｎｒｖｅｕｅｉｍｋｓｈｂａｏｔ．Ｒｍｓｉｇｔｊｅｍａｅｅｏｔｅ．Ｉｈｓａｅ，ｒｃｓｍｓｉｇｉｐｏｉｄｔｊｏｎｏＲｓｄ
第２卷第期７６
文章编号：０６— ３８２１）６— ３９— ５１０９４（００００００
计
算
机
仿
真
２０月０年６１
汽车减震器橡胶连接件静刚度有限元分析

钢轨阻尼器减振降噪效果试验

在安装阻尼器的 500 m 长钢轨中央，距外轨中心线一侧 7. 5 m 处设置一测量点，分别测量噪声和站台振动，传声器高度为 1. 2 m，加速度计放置在站台上。并在轨底设置一测量点，通过磁座将加速度计安装到轨底，测试钢轨的振动。在钢轨安装阻尼器前后选择两天测量列车驶过的噪声和振动。这样的设置，可以保证对同一趟车次列车进行有阻尼和无阻尼情况下的振动和噪声的对比测量，从而保证了测量更具可比性。每次测量前后，分别使用传声器校准仪对传声器进行灵敏度的校准，使用加速度计校准仪对加速度计进行灵敏度校准［5］。本次试验噪声和振动测量数据主要对2 000 ～ 22 000 Hz 的高频部分进行频谱分析处理。 3. 3 试验仪器
中国铁路快速发展，不仅方便了旅客出行，而且还有助于带动城乡建设和经济发展，具有显著的经济和社会效益。但铁路系统也不可避免地给城乡环境带来诸如噪声、振动、电磁辐射等一系列环境污染，其中以列车行驶中的噪声和振动影响尤为突出。一方面，噪声和振动会影响乘客的舒适性及轨道沿线人们正常的生活；另一方面，噪声和振动还可能引起有关设备和结构以及周边建筑物的疲劳损坏，缩短使用寿命［1］。因此，采取减振、降噪措施有效控制铁路噪声和振动，是改善乘客舒适性和环境保护的重要课题。
4. 1 钢轨阻尼器降噪效果测量
本次降噪效果测量主要测试等效声级与最大声
级。某一段时间内的 A 声级按能量的平均值称为等
效连续 A 声级，简称等效声级或平均声级［6］，用 Leq 表
示，单位 dB，公式表示为
( ∫ ) Leq = 10 lg
1 T
T
100. 1 LA dt
0
式中，LA 为 t 时刻的瞬时 A 声级； T 为规定的测量时间段。

阻尼钢轨

介绍：为了最大限度地减小钢轨腹板振动引起的噪声,在钢轨腹部粘贴了减振橡胶。

一般是在钢轨腹部粘上橡胶后再粘上一钢板, 以增加振动质量,起到衰减作用。

要求使用高阻尼橡胶增大振动衰减作用,达到降噪目的。

这一装置的关键之一是橡胶与钢轨、橡胶与铁板之间要有较好的粘结性。

如果粘结界面脱开,则减振效果大大下降。

阻尼钢轨示意图现状：1、国外研究现状从轨道结构减振降噪来看：国外已尝试的减振降噪措施主要有l>采用减振型轨下基础(如有渣轨道采用弹性轨枕和道床弹性胶垫，无渣轨道采用弹性支承块，防振型轨道板等)2>采用减振型钢轨；3>采用减振型扣件；4>采用钢轨打磨技术。

这些措施均己证明具有不同程度的减振降噪效果，适应环保要求。

阻尼钢轨方面，国外使用的阻尼钢轨有(1)金属一橡胶复合阻尼钢轨，对其研究主要集中在提高机械性能和使用寿命。

(2)自适应(有源／半有源)阻尼钢轨，现在国际上高度重视其研究(3)电／磁流变液阻尼钢轨，国际上主要用于列车的悬架系统和转向架统，对其研究已接近产业化。

1、国内研究现状从轨道结构减振降噪来看：阻尼钢轨方面，国内使用的阻尼钢轨主要是金属一橡胶复合阻尼钢轨，对其研究主要集中在提高机械性能和使用寿命，国内已基本达到国外先进水平，但离轨道车辆的理想要求(全部是弹性传动和弹性连接)还有一定差距；在使用寿命方面和发达国家相比还存在较大差距；抗疲劳和抗老化能力都存在非常明显的差距。

阻尼钢轨方面，国内(1)国内对轨道交通减振用弹性结构材料的研究，在机械轻度方面，国内已经基本达到国外先进水平，但离轨道车辆的理想要求还有一定差距，使用寿命方面与发达国家相比还存在较大差距，抗疲劳，抗蠕变都存在明显差距； (2)在列车电，磁流变液阻尼钢轨方面的研究才刚刚起步”’方法、结论：李再帏通过阻尼减振型钢轨有限元分析，选取了常州兰陵橡胶厂高性能粘弹性阻尼ZN03，这种材料在较宽的温度、频率范围内具有较大的损耗因子。

钢轨扣件减振橡胶阻尼耗能特性分析

钢轨扣件减振橡胶阻尼耗能特性分析王书卫【摘要】为了掌握钢轨扣件减振橡胶中阻尼的分布及其随振幅和频率的变化规律，对减振橡胶元件受压和受剪两种扣件进行了试验研究。

建立钢轨扣件减振橡胶非线性弹性力和混合阻尼叠加的动力学模型，完成模型参数识别及结果检验。

根据所建立的动力学模型计算各试验工况下的弹性变形能、阻尼耗能和结构损耗因子。

分析发现：压缩和剪切两种扣件减振橡胶的阻尼参数随振幅和频率的变化规律相似，弹性变形能、阻尼耗能和结构损耗因子均随振幅的增大而显著增大，而受频率的影响较小。

相同工况下，压缩型扣件减振橡胶的结构损耗因子远大于剪切型扣件，说明压缩型扣件在发挥减振功能时，其耗能特性优于剪切型扣件，而隔振特性劣于剪切型扣件。

因此，在钢轨扣件创新设计时，可以通过控制减振橡胶压-剪组合变形，来实现扣件隔振和衰减振动能量两功能的均衡发挥，将结构损耗因子作为设计过程中的控制指标。

%To understand the rules of damping distribution and changes in amplitude and frequency of rubber absorber of rail fastening, two kinds of rail fastenings with compressed and sheared rubber absorbers respectively are tested. A nonlinear dynamic model of rubber absorber coupled with nonlinear elastic force and mixed damping in rail fastening is established with model parameters identified and results verified. Elastic deformation energy, damping dissipation energy and structural loss factors are calculated based on the proposed model. The results show that calculated damping parameters of the two rubber absorbers follow the similar rules, the elastic deformation energy, damping dissipation energy and structural loss factor increase rapidly with theincreasing of amplitude, and are affected less by frequency. Structural loss factor of the compressed rubber absorber is much bigger than that of sheared rubber absorber under the same experimental condition, which indicates that the compressed rubber absorber has a better damping capacity than that of the sheared rubber absorber, but the sheared rubber absorber has a better capacity of vibration isolation. As a result, vibration isolation and energy dissipation can be balanced through combined deformation of compressed and sheared rubber absorbers to design new rail fastenings, and structural loss factor taken as a control index.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】6页(P37-41,46)【关键词】钢轨扣件;橡胶;阻尼;结构损耗因子【作者】王书卫【作者单位】铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300251【正文语种】中文【中图分类】U213.5钢轨扣件是现代轨道结构的重要组成部分，是降低轨道结构刚度的主要部件，其弹性及阻尼主要由其中的减振橡胶元件提供[1]。

新型消能减震阻尼器滞回性能试验研究及有限元分析

第４９卷第３期２０１９年５月㊀东南大学学报(自然科学版)ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ(ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ)㊀Ｖｏｌ.４９Ｎｏ.３Ｍａｙ２０１９ＤＯＩ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１００１－０５０５.２０１９.０３.００１新型消能减震阻尼器滞回性能试验研究及有限元分析范家俊１㊀吴㊀刚１㊀冯德成１㊀卢㊀旦２㊀田㊀炜２㊀孙后伟３(１东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室ꎬ南京２１００９６)(２华东建筑设计研究院有限公司ꎬ上海２００００２)(３同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司ꎬ上海２０００９２)摘要:提出了一种用于装配式混凝土框架结构的新型消能减震阻尼器ꎬ通过拟静力试验研究其滞回性能ꎬ分析了该阻尼器的破坏模式㊁承载能力㊁耗能能力以及刚度退化等ꎬ建立了精细有限元模型进行参数分析.试验结果表明ꎬ该阻尼器耗能能力较好ꎬ具有受力机制明确和设计性能良好等优点.有限元分析结果表明ꎬ增加耗能杆直径和销轴耗能杆间距可使阻尼器具有更好的承载力和耗能能力ꎬ增加夹板间距能有效提高阻尼器的耗能能力ꎬ销轴直径对阻尼器的承载力和耗能能力影响较小ꎬ低强度高延性的耗能杆(屈服强度２００ＭＰａ)可提高阻尼器的耗能能力ꎬ但降低了阻尼器的承载力.在装配式混凝土框架结构中采用该阻尼器ꎬ可使结构在地震作用时的耗能和损伤集中在阻尼器部位.关键词:消能减震阻尼器ꎻ拟静力试验ꎻ滞回性能ꎻ有限元模型ꎻ参数分析中图分类号:ＴＵ３７５.４㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀文章编号:１００１－０５０５(２０１９)０３￣０４１３￣０７ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｎｏｖｅｌｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｄａｍｐｅｒａｎｄｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓＦａｎＪｉａｊｕｎ１㊀ＷｕＧａｎｇ１㊀ＦｅｎｇＤｅｃｈｅｎｇ１㊀ＬｕＤａｎ２㊀ＴｉａｎＷｅｉ２㊀ＳｕｎＨｏｕｗｅｉ３(１ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＣｏｎｃｒｅｔｅａｎｄＰｒｅ￣ｓｔｒｅｓｓｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙꎬＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＮａｎｊｉｎｇ２１００９６ꎬＣｈｉｎａ) (２ＥａｓｔＣｈｉｎａＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＤｅｓｉｇｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＳｈａｎｇｈａｉ２００００２ꎬＣｈｉｎａ)(３ＴｏｎｇｊｉＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＤｅｓｉｇｎ(Ｇｒｏｕｐ)Ｃｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＳｈａｎｇｈａｉ２０００９２ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ａｎｏｖｅｌｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｄａｍｐｅｒａｄｏｐｔｅｄｉｎｔｈｅｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｍｏｍｅｎｔｒｅｓｉｓｔｉｎｇｆｒａｍｅｓｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ.Ｔｈｅｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｔｈｅｎｏｖｅｌｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｄａｍｐｅｒｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａ￣ｔｅｄｂｙｔｈｅｑｕａｓｉ￣ｓｔａｔｉｃｔｅｓｔ.Ｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｐａｔｔｅｒｎꎬｔｈｅｌｏａｄ￣ｃａｒｒｙｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙꎬｔｈｅｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｃａ￣ｐａｃｉｔｙａｎｄｔｈｅｓｔｉｆｆｎｅｓｓｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ.Ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｏａｎａ￣ｌｙｚｅｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓ.Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｄａｍｐｅｒｈａｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｇｏｏｄｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙꎬｅｘｐｌｉｃｉｔｌｏａｄｃａｒｒｙｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍꎬａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ￣ｂａｓｅｄｄｅ￣ｓｉｇｎ.Ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｌｏａｄ￣ｃａｒｒｙｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｔｈｅｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａ￣ｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｄａｍｐｅｒｉｎｃｒｅａｓｅｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｄｉａｍｅｔｅｒｏｆｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ(ＥＤ)ｂａｒｓａｎｄｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｐｉｎｓａｎｄｔｈｅＥＤｂａｒｓ.Ｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｐｌｉｎｔｓｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｄａｍｐｅｒ.Ｈｏｗｅｖｅｒꎬｔｈｅｄｉａｍｅｔｅｒｏｆｐｉｎｓｈａｓｌｉｔｔｌｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｌｏａｄ￣ｃａｒｒｙｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｔｈｅｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙ.ＴｈｅＥＤｂａｒｓｗｉｔｈｌｏｗｓｔｒｅｎｇｔｈ(ｔｈｅｙｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆ２００ＭＰａ)ａｎｄｇｏｏｄｄｕｃｔｉｌｉｔｙｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｄａｍｐｅｒꎬｂｕｔｒｅｄｕｃｅｔｈｅｌｏａｄ￣ｃａｒｒｙｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ.Ｗｈｅｎｔｈｅｄａｍｐｅｒｉｓｕｓｅｄｉｎｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｆｒａｍｅｓꎬｔｈｅｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｄａｍａｇｅｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｕｎｄｅｒｅａｒｔｈｑｕａｋｅｃａｎｂｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｏｎｔｈｅｄａｍｐｅｒ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｄａｍｐｅｒꎻｑｕａｓｉ￣ｓｔａｔｉｃｔｅｓｔꎻｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｂｅｈａｖｉｏｒꎻｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌꎻｐａｒａｍｅｔｅｒａｎａｌｙｓｉｓ收稿日期:２０１８￣１１￣２９.㊀作者简介:范家俊(１９９０ )ꎬ男ꎬ博士生ꎻ吴刚(联系人)ꎬ男ꎬ博士ꎬ教授ꎬ博士生导师ꎬｇ.ｗｕ＠ｓｅｕ.ｅｄｕ.ｃｎ.基金项目:国家重点研发计划资助项目(２０１６ＹＦＣ０７０１４００)㊁国家自然科学基金资助项目(５１５２５８０１).引用本文:范家俊ꎬ吴刚ꎬ冯德成ꎬ等.新型消能减震阻尼器滞回性能试验研究及有限元分析[Ｊ].东南大学学报(自然科学版)ꎬ２０１９ꎬ４９(３):４１３４１９.ＤＯＩ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１００１－０５０５.２０１９.０３.００１.ｈｔｔｐ://ｊｏｕｒｎａｌ.ｓｅｕ.ｅｄｕ.ｃｎ㊀㊀近年来ꎬ干式连接梁柱节点由于其可设计性强和施工简便等优点愈发受到重视[１]ꎬ但是ꎬ该类连接节点也存在耗能能力较弱的不足.现有研究表明ꎬ消能减震阻尼器可有效提高干式连接节点的耗能能力和抗震性能:Ｍｏｒｇｅｎ等[２]采用摩擦阻尼器来提升后张无黏结预应力梁柱节点的抗震性能ꎻＶａｌｅｎｔｅ[３]在梁柱连接处设置Ｌ形摩擦构造来提高装配式混凝土梁柱节点的抗震性能ꎻＳｏｎｇ等[４５]提出了一种腹板摩擦式自定心预应力混凝土框架节点.学者们还提出利用金属的塑性变形来实现能量吸收和耗散:Ｏｈ等[６]提出了可更换带缝钢板阻尼器ꎻ蔡小宁等[７]提出了采用角钢作为耗能装置和梁端支撑ꎻ吴从晓等[８]提出在装配式框架中装设扇形铅黏弹性阻尼器ꎻ韩建强等[９]提出在预应力梁柱节点区分别设置角钢与摩擦阻尼器.目前的研究应用中ꎬ一般仅将阻尼器作为结构的附加耗能装置ꎬ而将阻尼器同时作为耗能装置和连接构造的研究较少[１０].基于此ꎬ本文提出了一种用于装配式混凝土框架结构节点连接的新型消能减震阻尼器ꎬ既作为连接节点的构造装置ꎬ同时也可提高干式连接节点的耗能能力.１㊀工作机理本文提出的新型消能减震阻尼器由销轴㊁耗能杆和夹板３部分组成.当结构遭受地震等外力作用时ꎬ内外夹板之间绕销轴转动使耗能杆产生变形ꎬ承担梁端弯矩并进行耗能.耗能杆在阻尼器受力较小时在弹性范围内变形ꎬ受力较大时产生较大的塑性变形并吸收地震作用输入结构的能量.２㊀试验根据节点加载要求与试验条件ꎬ试验构件设计时主要研究阻尼器的滞回性能.将阻尼器与钢梁连接ꎬ在钢梁端部加载点施加循环荷载.钢梁截面尺寸为Ｈ４００ｍｍˑ２５０ｍｍˑ１０ｍｍꎬ长１５６０ｍｍꎬ节点试验构件设计见图１ꎬ阻尼器尺寸见图２.图１㊀试验构件设计图(单位:ｍｍ)(ａ)正视图㊀(ｂ)侧视图㊀(ｃ)后视图图２㊀阻尼器试验构件尺寸(单位:ｍｍ)在构件制作过程中ꎬ由于加工精度和安装条件的限制ꎬ夹板上耗能杆预留孔直径为２０ｍｍꎬ耗能杆采用直径１８ｍｍ的低碳钢棒ꎬ耗能杆与夹板预留孔之间存在１ｍｍ间隙ꎬ销轴选用高强度不锈钢.消能减震阻尼器如图３所示.(ａ)正视图(ｂ)后视图图３㊀试验构件阻尼器试验加载装置如图４所示ꎬ在距离销轴中心１.７ｍ处采用１００ｔ作动器施加往复荷载.在梁端板下部布置位移传感器ꎬ测量梁端与阻尼器端面的相对位移.在钢梁顶部设置２根面外限位杆ꎬ防止加载过程中钢梁产生面外失稳.加载方案采用位移加载的控制方式.试验中采(ａ)正视图(ｂ)侧视图图４㊀试验构件按加载装置图４１４东南大学学报(自然科学版)㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第４９卷ｈｔｔｐ://ｊｏｕｒｎａｌ.ｓｅｕ.ｅｄｕ.ｃｎ用分级加载制度ꎬ分别为０.５㊁２㊁６㊁１０㊁１４㊁１８㊁２６㊁３４㊁４２㊁５０㊁５８㊁６６㊁７４㊁９０ｍｍ.前面４级位移荷载每级循环１次ꎬ此后每级位移荷载循环３次ꎬ加载过程中记录相关数据和试验现象.加载至最大位移或承载力下降到极限荷载的８５％时ꎬ试验结束.对耗能杆进行拉伸试验ꎬ其屈服强度为３３２ＭＰａꎬ极限强度为４７６ＭＰａꎬ弹性模量为２１１ＧＰａ.夹板和销轴在试验过程中未进入屈服阶段ꎬ因此未进行材性试验.３㊀试验结果与分析３.１㊀试验现象及破坏机制位移加载到４２ｍｍ时ꎬ放置于夹板中间的２根１０ｍｍ光圆钢棒受挤压ꎬ耗能杆产生明显的变形(见图５)ꎬ此时加载钢梁与阻尼器端板连接无异常.加载到最大位移９０ｍｍ时ꎬ可观察到耗能杆具有明显的弯曲变形ꎬ此时ꎬ８根耗能杆均未发生脆性断裂.试验结束后ꎬ耗能杆有较为明显的残余变形.加载过程中销轴发生轻微的倾斜ꎬ其原因在于左右夹板存在一定的加工误差.图５㊀耗能杆变形图３.２㊀滞回曲线由于加载过程中同级荷载的３个滞回环之间差异较小ꎬ仅取每级荷载的第１次循环曲线进行分析ꎬ结构件的滞回曲线见图６(ａ).同时ꎬ耗能杆与夹板预留孔之间存在１ｍｍ的间隙ꎬ导致阻尼器有１/１１０的无效转角ꎬ等效于梁端位移±１５ｍｍ范围内为铰接ꎬ试验数据修正后的试验滞回曲线如图６(ｂ)所示.由图６(ａ)可知ꎬ未修正的荷载位移曲线在荷载为０时ꎬ滞回曲线存在明显的平台段ꎬ每次循环位移加载到１５ｍｍ后ꎬ耗能杆才会进入受力状态ꎬ此后ꎬ随着位移的逐渐增大ꎬ耗能杆进入屈服阶段ꎬ荷载位移曲线的斜率出现减小趋势.未修正的滞回曲线整体呈现反Ｓ形ꎬ耗能能力较差.消除耗能杆与夹板预留孔之间间隙对节点的影响后ꎬ滞回曲(ａ)修正前(ｂ)修正后图６㊀试验构件滞回曲线线较为饱满.由图可知ꎬ阻尼器的残余变形小ꎬ震后可修复性强.３.３㊀骨架曲线试验所得骨架曲线如图７所示.本次加载中节点经历弹性和塑性２个阶段.位移加载至５０ｍｍ时ꎬ节点刚度逐渐减小ꎬ判定节点进入塑性阶段.加载到最大位移９０ｍｍ(转角为０.０５３ｒａｄ)ꎬ阻尼器未发生破坏ꎬ表现出很好的延性.正向加载与反向加载中ꎬ阻尼器承载力均未出现下降趋势.图７㊀试验构件骨架曲线图３.４㊀刚度退化阻尼器割线刚度随加载位移的变化如图８所示.试验加载前期节点的刚度较小ꎬ随着施加位移的增加ꎬ耗能杆产生弯曲和剪切的组合变形ꎬ阻尼器刚度逐渐增大.位移加载至５０ｍｍ时ꎬ耗能杆进入塑性阶段.随着位移的进一步增加ꎬ耗能杆的承５１４第３期范家俊ꎬ等:新型消能减震阻尼器滞回性能试验研究及有限元分析ｈｔｔｐ://ｊｏｕｒｎａｌ.ｓｅｕ.ｅｄｕ.ｃｎ载力没有继续提升ꎬ因此消能减震阻尼器的刚度出现下降.当加载位移至４０~５８ｍｍ时ꎬ由于耗能杆转动和内夹板轻微的面外失稳ꎬ阻尼器刚度出现波动的现象.当加载位移达到５８ｍｍ后ꎬ随着耗能杆的屈服和承载力的降低ꎬ阻尼器刚度平缓下降.图８㊀试验构件刚度退化曲线３.５㊀能量耗散系数节点的耗能能力是衡量其抗震性能的重要指标.构件的耗能能力以滞回曲线所包围的面积来表示(见图９)ꎬ通常用能量耗散系数Ｅ来评价.能量耗散系数计算公式为Ｅ＝ＳＡＢＣ＋ＣＤＡＳＯＢＧ＋ＯＤＨ(１)式中ꎬＳＡＢＣ＋ＣＤＡ为滞回曲线所包围的面积ꎻＳＯＢＧ＋ＯＤＨ为әＯＢＧ与әＯＤＨ的面积之和.图９㊀能量耗散系数计算方法能量耗散系数计算结果见图１０.鉴于耗能杆与夹板预留孔间隙对阻尼器性能的影响ꎬ能量耗散系数在前期会出现异常情况ꎬ加载至２６~５８ｍｍ时ꎬ能量耗散系数出现波动ꎬ与构件刚度退化情况类似.加载位移达到５８ｍｍ后ꎬ能量耗散系数逐渐提高ꎻ主要原因为耗能杆屈服后产生塑性变形ꎬ吸收大量的能量ꎬ使阻尼器耗能能力逐步增强.３.６㊀耗能能力根据滞回曲线可计算出阻尼器在加载过程中图１０㊀试验构件等效黏滞阻尼系数每圈滞回环的面积ꎬ其能反映阻尼器的耗能能力ꎬ计算结果见图１１.加载前期ꎬ阻尼器的耗能能力较弱ꎬ此后ꎬ节点单周耗能出现明显的上升趋势ꎬ当加载位移超过５８ｍｍ时ꎬ节点的单周耗能呈现直线上升的趋势ꎬ表明该阻尼器在大变形时具有良好的耗能能力.图１１㊀单周耗能能力３.７㊀耗能杆应变分析耗能杆在加载过程中的应变曲线如图１２所示.加载前期ꎬ耗能杆处于弹性阶段ꎬ耗能杆件应变(ａ)耗能杆１(ｂ)耗能杆２图１２㊀耗能杆加载过程中应变曲线６１４东南大学学报(自然科学版)㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第４９卷ｈｔｔｐ://ｊｏｕｒｎａｌ.ｓｅｕ.ｅｄｕ.ｃｎ与加载位移基本成线性关系.继续加载ꎬ耗能杆件相对夹板发生转动ꎬ导致耗能杆的应变曲线在加载过程中出现波动和不对称的现象ꎬ而且相比于加载位移有轻微的滞后现象.４㊀有限元参数分析４.１㊀有限元模型阻尼器通过Ａｂａｑｕｓ软件采用三维实体进行有限元建模分析ꎬ该模型中采用八节点六面体缩减积分Ｃ３Ｄ８Ｒ单元.螺栓连接和焊接简化为ｔｉｅ连接ꎻ阻尼器夹板在转动时与耗能杆发生接触ꎬ反向加载时与耗能杆产生脱离ꎬ在Ａｂａｑｕｓ分析时属于高度非线性问题ꎬ采用面面接触的方式ꎬ法向行为采用硬接触ꎬ切向行为采用罚接触ꎬ摩擦系数取０.１５(见图１３).有限元模型中各组件材性均采用试验中阻尼器的实测值.图１３㊀阻尼器精细有限元模型通过理论分析可知ꎬ耗能杆直径㊁销轴直径㊁销轴至耗能杆中心间距㊁夹板之间的间距对消能减震阻尼器的性能具有一定的影响.以试验构件为参照组ꎬ选取具有代表性的参数进行有限元建模分析ꎬ共计８个有限元模型.各有限元模型的具体参数见表１.有限元模型施加荷载采用转角位移ꎬ通过参考表１㊀有限元模型参数㊀ｍｍ模型参数夹板间距耗能杆直径销轴直径耗能杆轴心间距ＰＣ￣１１０１８６０１１０ＰＣ￣２２０１８６０１１０ＰＣ￣３１０２０６０１１０ＰＣ￣４１０１８１００１１０ＰＣ￣５１０１８６０１２０ＰＣ￣６２０２０６０１１０ＰＣ￣７１０２０１００１１０ＰＣ￣８１０２０６０１２０㊀㊀点与端板上面的耦合施加转角位移ꎬ分别为１.２５ˑ１０－４㊁２.５ˑ１０－４㊁３.７５ˑ１０－４㊁５ˑ１０－４㊁１ˑ１０－３㊁２ˑ１０－３㊁４ˑ１０－３㊁８ˑ１０－３㊁１２ˑ１０－２㊁１６ˑ１０－２㊁２ˑ１０－２ꎬ每级循环一次.耗能杆与夹板预留孔之间的间隙对阻尼器滞回性能具有较大影响.针对２种不同工况分别建立有限元建模ꎬ并将结果与试验结果进行对比(见图１４).(ａ)理想模型(ｂ)间隙模型图１４㊀有限元模拟结果与试验结果对比由图１４(ａ)可知ꎬ理想模型与试验结果相差较大ꎬ有限元模型的滞回曲线为弓形ꎬ对称性好ꎬ滞回曲线较为饱满ꎬ节点耗能能力良好.由图１４(ｂ)可知ꎬ考虑间隙的有限元模型具有明显的二次刚度ꎬ原因在于８根耗能杆在加载过程中未实现同步受力.排除二次刚度的影响ꎬ有限元模型滞回曲线形状与试验曲线相近ꎬ均近似为反Ｓ形ꎬ加载后期承载力差值为１２％.如忽略上述探讨的问题ꎬ则有限元模拟较为可信.４.２㊀参数分析施加０.０２ｒａｄ转角时ꎬ阻尼器应力云图见图１５.由图可知ꎬ夹板上应力最大值为３４９ＭＰａꎬ位于预留孔与耗能杆接触处ꎬ销轴上最大应力小于２５０ＭＰａꎬ二者均处于弹性阶段.耗能杆的变形集中于内外夹板之间ꎬ应力最大值为５０３ＭＰａꎬ高于耗能杆的屈服强度.有限元参数分析得到的滞回曲线见图１６.由７１４第３期范家俊ꎬ等:新型消能减震阻尼器滞回性能试验研究及有限元分析ｈｔｔｐ://ｊｏｕｒｎａｌ.ｓｅｕ.ｅｄｕ.ｃｎ(ａ)夹板(ｂ)销轴与耗能杆图１５㊀阻尼器应力云图图可知ꎬ各模型的滞回曲线均为弓形ꎬ具有轻微的捏缩现象ꎬ原因在于正向加载过程中ꎬ耗能杆在与夹板接触部位产生塑性变形ꎬ反向加载时需先施加部分荷载来消除耗能杆的前期变形.总体而言ꎬ不同参数的阻尼器精细有限元分析结果均表现出良好的耗能能力.如图１６(ａ)和(ｂ)所示ꎬ阻尼器承载力随着耗能杆直径的增大而增大ꎬ但是滞回曲线的捏缩现象更为明显ꎻ随着夹板间距的增大ꎬ阻尼器承载力明显下降ꎬ但其滞回曲线更为饱满.原因在于:增大耗能杆的直径或减小阻尼器夹板的间距ꎬ会导致耗能杆的变形以剪切变形为主ꎬ此时耗能杆具有较高的承载能力ꎻ减小耗能杆直径或增大夹板之间的间距时ꎬ耗能杆在加载过程中的变形以弯曲变形为主ꎬ虽然耗能杆的承载力相对较低ꎬ但更多部位产生明显的塑性变形ꎬ使阻尼器表现出较好的耗能能力.如图１６(ｄ)所示ꎬ增大耗能杆销轴的间距可使阻尼器具有更高的承载力㊁刚度和耗能能力.其主要原因在于ꎬ较大的耗能杆销轴间距使耗能杆产生较大的变形ꎬ从而导致阻尼器具有较好的承载力和耗能能力.不同直径的销轴在加载过程中均保持弹性ꎬ对阻尼器性能基本无影响(见图１６(ｃ)).如图１７所示ꎬ采用屈服强度为２００ＭＰａ的ＬＹＰ２２５软钢棒[１１]作为耗能杆ꎬ阻尼器的滞回曲线更为饱满ꎬ耗能能力相较于普通耗能杆明显提升ꎬ但是承载力和刚度降低ꎬ其原因在于低强度的耗能杆会更早进入屈服状态.(ａ)耗能杆直径(ｂ)夹板间距(ｃ)销轴直径(ｄ)销轴耗能杆间距图１６㊀不同参数对阻尼器滞回性能影响对比图１７㊀耗能杆强度对阻尼器性能的影响８１４东南大学学报(自然科学版)㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第４９卷试验结果表明ꎬ耗能杆与夹板预留孔的间隙和中间夹板轻微的面外失稳现象ꎬ在一定程度上降低了阻尼器的滞回性能.可采用如下构造措施规避该问题:①增大销轴耗能杆间距.在本试验中ꎬ若将销轴耗能杆间距增大为３００ｍｍꎬ则无效转角降低为１/３００.②在内外夹板之间设置橡胶垫块ꎬ可有效阻止阻尼器中间夹板在加载过程中发生面外失稳的现象.试验加载后期耗能杆的转动对阻尼器滞回曲线的捏缩现象有明显影响ꎬ可在安装就位后将耗能杆固定在左右夹板上来解决该问题.５㊀结论１)新型消能减震阻尼器具有清晰合理的受力模式和耗能机制.耗能杆与夹板预留孔之间存在１ｍｍ间隙ꎬ导致加载前期阻尼器承载力㊁刚度和耗能能力较差ꎬ而加载后期阻尼器具有较好的承载力和耗能能力ꎬ试验过程中仅耗能杆进入屈服状态.２)Ａｂａｑｕｓ有限元参数分析表明ꎬ增大耗能杆直径和耗能杆销轴间距将提升阻尼器的强度和刚度ꎬ增大夹板间距会导致阻尼器承载力下降ꎬ但阻尼器的耗能能力会得到明显的提升ꎬ采用不同材质的耗能杆可使阻尼器获得不同的滞回性能.阻尼器不同的构造参数对其滞回性能影响程度不同ꎬ耗能杆直径对消能减震阻尼器滞回性能的影响最大.３)新型消能减震阻尼器用于预制梁柱构件之间的连接时应高效可靠ꎬ避免预制构件和连接部位在遭遇地震作用时产生损伤或破坏ꎬ可仅通过更换阻尼器实现结构的快速修复.参考文献(Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ) [１]吴刚ꎬ冯德成.装配式混凝土框架节点基本性能研究进展[Ｊ].建筑结构学报ꎬ２０１８ꎬ３９(２):１－１６.ＤＯＩ:１０.１４００６/ｊ.ｊｚｊｇｘｂ.２０１８.０２.００１.ＷｕＧꎬＦｅｎｇＤＣ.Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｐｒｅｃａｓｔｃｏｎｃｒｅｔｅｆｒａｍｅｂｅａｍ￣ｔｏ￣ｃｏｌｕｍｎｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｕｉｌｄｉｎｇＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓꎬ２０１８ꎬ３９(２):１１６.ＤＯＩ:１０.１４００６/ｊ.ｊｚｊｇｘｂ.２０１８.０２.００１. (ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[２]ＭｏｒｇｅｎＢＧꎬＫｕｒａｍａＹＣ.Ｓｅｉｓｍｉｃｄｅｓｉｇｎｏｆｆｒｉｃｔｉｏｎ￣ｄａｍｐｅｄｐｒｅｃａｓｔｃｏｎｃｒｅｔｅｆｒａｍｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２００７ꎬ１３３(１１):１５０１１５１１.ＤＯＩ:１０.１０６１/(ａｓｃｅ)０７３３９４４５(２００７)１３３:１１(１５０１). [３]ＶａｌｅｎｔｅＭ.Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｐｒｅ￣ｃａｓｔｂｕｉｌｄｉｎｇｓｕｓｉｎｇｄｉｓｓｉｐａｔｉｖｅｄｅｖｉｃｅｓ[Ｊ].ＰｒｏｃｅｄｉａＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１３ꎬ５４:７９５８０４.ＤＯＩ:１０.１０１６/ｊ.ｐｒｏｅｎｇ.２０１３.０３.０７３.[４]ＳｏｎｇＬＬꎬＧｕｏＴꎬＣｈｅｎＣ.Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｔｕｄｙｏｆａｓｅｌｆ￣ｃｅｎｔｅｒｉｎｇｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｍｏｍｅｎｔｒｅ￣ｓｉｓｔｉｎｇｆｒａｍｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｗｉｔｈｂｏｌｔｅｄｗｅｂｆｒｉｃｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅｓ[Ｊ].ＥａｒｔｈｑｕａｋｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＤｙｎａｍｉｃｓꎬ２０１４ꎬ４３(４):５２９５４５.ＤＯＩ:１０.１００２/ｅｑｅ.２３５８. [５]ＳｏｎｇＬＬꎬＧｕｏＴꎬＣａｏＺＬ.Ｓｅｉｓｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｓｅｌｆ￣ｃｅｎｔｅｒｉｎｇｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｍｏｍｅｎｔｒｅｓｉｓｔｉｎｇｆｒａｍｅｓｗｉｔｈｗｅｂｆｒｉｃｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅｓ[Ｊ].ＳｏｉｌＤｙｎａｍｉｃｓａｎｄＥａｒｔｈ￣ｑｕａｋｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１５ꎬ７１:１５１１６２.ＤＯＩ:１０.１０１６/ｊ.ｓｏｉｌｄｙｎ.２０１５.０１.０１８.[６]ＯｈＳＨꎬＫｉｍＹＪꎬＲｙｕＨＳ.Ｓｅｉｓｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗｉｔｈｓｌｉｔｄａｍｐｅｒｓ[Ｊ].ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｔｒｕｃ￣ｔｕｒｅｓꎬ２００９ꎬ３１(９):１９９７２００８.ＤＯＩ:１０.１０１６/ｊ.ｅｎｇｓｔｒｕｃｔ.２００９.０３.００３.[７]蔡小宁ꎬ孟少平ꎬ孙巍巍.自复位预制框架边节点抗震性能试验研究[Ｊ].土木工程学报ꎬ２０１２ꎬ４５(１２):２９３７.ＤＯＩ:１０.１５９５１/ｊ.ｔｍｇｃｘｂ.２０１２.１２.０１０.ＣａｉＸＮꎬＭｅｎｇＳＰꎬＳｕｎＷＷ.Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｓｏｆｂｅａｍ￣ｃｏｌｕｍｎｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓｆｏｒｓｅｌｆ￣ｃｅｎｔｅｒｉｎｇｐｏｓｔ￣ｔｅｎｓｉｏｎｅｄｐｒｅｃａｓｔｆｒａｍｅ[Ｊ].ＣｈｉｎａＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒ￣ｉｎｇＪｏｕｒｎａｌꎬ２０１２ꎬ４５(１２):２９３７.ＤＯＩ:１０.１５９５１/ｊ.ｔｍｇｃｘｂ.２０１２.１２.０１０.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[８]吴从晓ꎬ赖伟山ꎬ周云ꎬ等.新型预制装配式消能减震混凝土框架节点抗震性能试验研究[Ｊ].土木工程学报ꎬ２０１５ꎬ４８(９):２３－３０.ＤＯＩ:１０.１５９５１/ｊ.ｔｍｇｃｘｂ.２０１５.０９.００３.ＷｕＣＸꎬＬａｉＷＳꎬＺｈｏｕＹꎬｅｔａｌ.Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｓｅｉｓｍｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｓｏｆｎｅｗｅｎｅｒｇｙ￣ｄｉｓｓｉｐａｔｉｖｅｐｒｅｆａｂｒｉ￣ｃａｔｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｆｒａｍｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｊｏｉｎｔｓ[Ｊ].ＣｈｉｎａＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪｏｕｒｎａｌꎬ２０１５ꎬ４８(９):２３￣３０.ＤＯＩ:１０.１５９５１/ｊ.ｔｍｇｃｘｂ.２０１５.０９.００３.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ) [９]韩建强ꎬ裴亚晖ꎬ杨娜ꎬ等.附加阻尼器的预应力装配框架节点试验研究[Ｊ].建筑结构ꎬ２０１５ꎬ４５(１２):６１６４.ＤＯＩ:１０.１９７０１/ｊ.ｊｚｊｇ.２０１５.１２.０１２.ＨａｎＪＱꎬＰｅｉＹＨꎬＹａｎｇＮꎬｅｔａｌ.Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｎｏｄｅｏｆｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄａｓｓｅｍｂｌｙｆｒａｍｅｗｉｔｈａｄｄｉｔｉｏｎａｌｄａｍｐｅｒｓ[Ｊ].ＢｕｉｌｄｉｎｇＳｔｒｕｃｔｕｒｅꎬ２０１５ꎬ４５(１２):６１６４.ＤＯＩ:１０.１９７０１/ｊ.ｊｚｊｇ.２０１５.１２.０１２.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ) [１０]王晨.预制装配梁端钢板耗能铰节点及其弱梁强柱框架抗震性能[Ｄ].哈尔滨:哈尔滨工业大学ꎬ２０１６.ＷａｎｇＣ.Ｓｅｉｓｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄｂｅａｍ￣ｔｏ￣ｃｏｌｕｍｎｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｗｉｔｈｈｉｎｇｅａｎｄｅｎｅｒｇｙ￣ｄｉｓｓｉｐａｔｉｎｇｐｌａｔｅｓａｎｄｔｈｅｗｅａｋｂｅａｍｓｔｒｏｎｇｃｏｌｕｍｎｆｒａｍｅｓ[Ｄ].Ｈａｒｂｉｎ:ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１６.(ｉｎＣｈｉ￣ｎｅｓｅ)[１１]石永久ꎬ王佼姣ꎬ王元清ꎬ等.循环荷载下低屈服点钢材ＬＹＰ２２５的力学性能[Ｊ].东南大学学报(自然科学版)ꎬ２０１４ꎬ４４(６):１２６０１２６５.ＳｈｉＹＪꎬＷａｎｇＪＪꎬＷａｎｇＹＱꎬｅｔａｌ.Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｅｒ￣ｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｌｏｗ￣ｙｉｅｌｄ￣ｐｏｉｎｔｓｔｅｅｌＬＹＰ２２５ｕｎｄｅｒｃｙｃｌｉｃｌｏａｄｉｎｇ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ(ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ)ꎬ２０１４ꎬ４４(６):１２６０１２６５.(ｉｎＣｈｉ￣ｎｅｓｅ)９１４第３期范家俊ꎬ等:新型消能减震阻尼器滞回性能试验研究及有限元分析ｈｔｔｐ://ｊｏｕｒｎａｌ.ｓｅｕ.ｅｄｕ.ｃｎ。

减震型销轴支座的有限元分析及试验研究

减震型销轴支座的有限元分析及试验研究
随着社会的飞速发展,各种新材料、新技术、新工艺的出现,使人们对建筑的体型和外观也有了新的要求。

因此,大跨度建筑结构逐渐受到建筑师们的青睐,
这种结构不仅增大了人们的活动空间,在造型的设计上也具有很大的灵活性。

但是,所有的上部结构必须通过支座落地或与下部结构连接。

大跨度钢结构的支座对于主体结构而言,极为重要。

销轴支座外形优美、自由伸缩,能动性强。

但由于温度和地震作用的方向是不确定的,这种节点不能保证任意方向的转动性能,更不能保证支座平面外的抗
疲劳性,一旦不确定荷载作用在接触面上,耳板极其容易被弯断,造成安全隐患。

本课题提出一种新型的减震型创新销轴支座设计方案,并进行了有限元研究和试验验证。

得出了以下主要结论:(1)减震型销轴支座性能优良,具有良好的转动能力,在设计时一般只传递轴力和剪力,不传递弯矩,可以作为理想的铰接节点。

(2)减震型销轴支座能满足主要受力方向(即支座平面内)的地震作用下的抗震设计,对结构非主受力方向(即支座平面外)承担的非确定性地震作用有明显的减震及变形适应能力。

(3)有限元仿真试验可以比较准确的模拟出销轴支座的力学性能。

新型减震型销轴支座可传递、抵抗竖向荷载作用,并且能缓冲并抵抗平面外荷载的影响和作用,符合“精确设计”的理念和发展趋势;超过承载力极限时销轴首先破坏,结构可形成理想的铰接从而释放多余的内力,从而避免主要结构构件
的破坏;在过载之后可通过更换破损的销轴装置来恢复原结构。

钢轨轨缝接触-冲击的有限元分析

钢轨轨缝接触-冲击的有限元分析
钢轨轨缝接触-冲击的有限元分析的报告
本报告主要介绍有限元分析（FEA）在钢轨缝接触-冲击中的
应用。

该文章旨在探讨基于数值模拟分析的结果，以及这些结果如何指导实际工作中的设计和解决接触冲击现象的问题。

有限元（FEA）是一种对较大结构进行变形和应力分析的方法，通常在物理模型中应用。

本次分析所采用的FEA方法是基于
有限元离散法，即将结构分解成许多部分，应用总受力和变形运算来求解各部分应力和变形。

因此，要进行有效的模拟，钢轨轨缝接触-冲击分析，需要对结构进行合理划分，并精确数
值化，以便可以有效地求解。

为了利用FEA来分析钢轨轨缝接触-冲击，需要确定求解参数，包括材料参数、场景参数和外部力。

一般来说，钢轨的弹性和韧性参数可以从材料相关资料中确定，而力学参数则可以从实验室测试结果中得出。

场景参数可以通过添加支撑、支撑点和边界条件来确定。

最后，外部力可以采用当前道路的车辆流等。

结果分析表明，外力的大小决定钢轨的变形大小，变形的位置取决于外部力的作用点，应力的分布取决于外部力的施加方式（均布或集中作用）。

实际应用中，不同的外部力施加方式会产生不同的设计结果。

通过有限元分析可以得出有效的设计参数，为钢轨轨缝接触-
冲击的实际工程设计提供有效的支持。

有效的FEA分析能够
有效指导和完善实际设计，使钢轨缝接触-冲击的结构更趋于稳定性，从而节省成本和时间。

阻尼钢轨文献综述

阻尼钢轨研究与应用文献综述摘要：随着列车运行速度的提高，列车振动和噪声也随之加剧，已成为高速铁路发展中的一个重要课题。

经研究发现，阻尼减振技术是减小轮轨振动、降低噪声的一种有效方法，并具有可行性，国内外很多学者都对阻尼钢轨进行了研究试验并运用在实际线路中。

本文动态地把阻尼钢轨的国内外研究发展程度和主要进展进行总结综述。

关键词：振动；噪声；阻尼钢轨；1.课题背景和意义铁路运输在其诞生后100多年中，在与其他运输方式的激烈竞争中，经历了衰退时期。

进入21世纪后，随着能源危机的日益凸显，各个国家都开始实施可持续发展的战略，铁路运输的优点逐渐展现出来。

铁路运输节能、环保、占地少等特点，使铁路成为符合可持续发展要求的绿色交通工具[1]。

近年来,铁路提速已经成为铁路发展的一个重要趋势，高速铁路也在蓬勃发展。

列车速度作为衡量高速铁路发展水平的一个重要标志，各国铁路通过不断技术创新，提高列车的试验速度和运营速度。

铁路是我国主要的交通运输方式之一，随着国民经济的发展，以及由于其他运输方式的竞争，中国铁路已经跨入了以“高速客运、重载货运”为特征的时代[2]。

2008年3月6日，和谐号CRH3型动车组在中国铁道科学研究院环形铁道试验基地和京津城际铁路，进行了整车动态调试和综合性能试验。

6月24日，更是创下了运行时速394.3公里的新纪录。

京津城际铁路是我国第一条具有自主知识产权、国际一流水平的高速城际铁路，翻开了我国的高速铁路发展史。

随着列车运行速度的提高，列车振动和噪声也随之加剧。

噪声会给人带来强烈的不舒适感。

过量的噪声和振动将严重影响人们正常的工作和休息、损害身心健康、降低工作效率。

随着经济水平和生活质量的提高，越来越多的人们在出行时会选择更为舒适的方式，这就迫切地要求我们解决铁路噪声污染。

铁路噪声污染已经成为高速铁路发展中一个重要课题。

国际上已把振动噪声列为七大环境公害之一，发布了环境噪声绿皮书并对交通环境振动与振动噪声给予了充分的叙述。

减振器节流阀片组当量刚度的有限元分析方法

减振器节流阀片组当量刚度的有限元分析方法王铃燕;丁渭平;刘丛志;李国华;蒋宇【摘要】To efficiently and accurately obtain the stiffness characteristics of throttle slice groups of shock absorbers, the finite element analysis models considering and without considering the fluid-structure coupling effect were established respectively by means of commercial finite element software. By solving the models and extracting the stiffness characteristics of the throttle slices, it was found that when there is no slot in the throttle slices and valve seat and the valve deformation is small, the fluid-structure coupling effect does not need to be considered in solving for the stiffness characteristics of the throttle slices; otherwise, the fluid-structure coupling effect must be considered. Applying different fluid velocity to the fluid- structure coupling model, it was found that in the condition of rapid incentive and large deformation, the fluid-structure interaction should be considered in model establishment. The greater speed of the throttle slice deformation will cause the weaker stiffness performance of the throttle slices. To test and verify the reliability of the above conclusions, the performance simulation model of a type of gas-precharged dual-sleeve shock absorber was established. By comparing the simulation results with test results, the conclusions above were proved to be correct and credible.%针对如何高效准确地通过有限元分析方法获取减振器节流阀片组刚度特性的问题，采用有限元分析方法对节流阀片组建立考虑流固耦合效应的流固耦合模型和不考虑流固耦合效应的结构模型。