基于振幅放大机制的周期钢弹簧浮置板轨道结构低频振动控制

来源：机械工程学报杂志2024年第3期北京时间：

作者：冯青松, 杨舟, 郭文杰

单位：冯青松 杨 舟 郭文杰

摘要：钢弹簧浮置板轨道结构因其具有良好的减隔振性能在城市轨道交通中应用广泛,但对于 20 Hz 以下的低频振动,尤其是人体敏感频率范围内(4~8 Hz)的隔振效果并不理想。鉴于此,引入振幅放大思想,设计了一种杠杆式隔振器,用于有效提升钢弹簧浮置板轨道在人体敏感频率范围内的隔振效果。基于钢弹簧浮置板轨道结构的周期性特征,采用能量泛函变分法并结合人工弹簧技术建立了配置有杠杆式隔振器的周期性钢弹簧浮置板轨道结构带隙特性分析模型;以带隙特性作为评价指标,从研究振动波传递的角度出发,系统地分析了配置有杠杆式隔振器的钢弹簧浮置板轨道结构中弯曲振动波的传递路径特征,验证了杠杆式隔振器对轨道结构中低频弯曲振动波的调控作用。在此基础上,进一步考虑列车荷载的作用,分析验证了动态轮轨力作用下杠杆式隔振器的低频隔振性能以及对轨道结构动力响应的影响。结果表明:杠杆式隔振器对浮置板轨道的低频弯曲波调控效果明显,由 0~9.6 Hz 成功调控至 4 Hz 以下;与普通浮置板轨道相比, 4~8 Hz 范围内传递至下部基础的力大幅度衰减,最大衰减约 20 dB,同时,杠杆式隔振器对轨道结构的振动也有一定的抑制效果。

关键词：振幅放大,周期性钢弹簧浮置板轨道,带隙,弯曲波调控,低频振动控制；

基金资助：国家自然科学基金(52068029,52178423)、中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划(N2022Z005)和江西省博士后科研择优(2021KY25)资助项目。