铁路道床有砟-无砟过渡段动力特性的DEM-FEM耦合分析

来源：计算力学学报杂志2018年第6期北京时间：

作者：邵帅,吕泉江,严颖,季顺迎

单位：内蒙古大学 交通学院, 呼和浩特 010070,大连理工大学 工业装备结构分析国家重点实验室, 大连 116024,大连交通大学 土木与安全工程学院, 大连 116028,大连理工大学 工业装备结构分析国家重点实验室, 大连 116024

摘要：针对铁路道床有砟-无砟过渡段的结构特点，采用离散元-有限元耦合模型分析散体道砟和无砟道床间过渡段的动力特性。散体道砟道床和无砟道床分别采用离散元方法DEM和有限元方法FEM模拟，而在过渡段将道砟颗粒嵌入无砟道床以增加道砟颗粒与无砟道床间的咬合力，并在离散元和有限元耦合区域实现了力学参数的传递。采用以上DEM-FEM耦合方法对有砟-无砟道床及其过渡段在列车荷载作用下的沉降过程进行了数值分析。计算结果表明，离散元方法中道砟颗粒间的力链呈现非对称梯形分布，其与有限元方法中的应力分布趋势一致；采用嵌入式道砟颗粒的方法可以增加有砟-无砟过渡段道砟间的咬合力，有效约束道砟颗粒的位移，减少有砟-无砟道床间的沉降差异。本文计算模型可以合理地分析有砟道床的力链分布以及无砟道床的应力分布，确定列车荷载下道床有砟-无砟过渡段的动力学行为。

关键词：离散元方法,有限元方法,有砟-无砟过渡段,铁路道床,

基金资助：国家自然科学基金（U1234209，11572067，11672072）资助项目.