[发明专利]一种基于颗粒阻尼的减振方法和减振轨枕

说明书

本发明涉及轨道交通领域，特别是一种基于颗粒阻尼的减振方法和减振轨枕，减振方法包括如下步骤：S1，以列车行驶时，列车与钢轨的冲击振动为振源，以振源通过钢轨向轨枕四周传递，进而通过道床向周围环境散播的路径为传递路径；S2，基于传递路径，将颗粒阻尼器安装在轨枕内，颗粒阻尼器位于传递路径上；S3，建立颗粒阻尼器中颗粒耗散总能量的离散化模型；S4，基于所述离散化模型，确定出颗粒耗散总能量的最大值对应的目标颗粒粒径、目标颗粒填充率以及目标颗粒材料，本发明的方法中建立了颗粒耗散总能量的离散化模型，基于该模型能够确定出颗粒耗散总能量的最大值，由此快速建立减振轨枕的阻尼减振方案。

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，特别是一种基于颗粒阻尼的减振方法和减振轨枕。

背景技术

轨枕是一项重要的铁路器材，产量巨大，随着我国铁路建设事业的不断发展和高速重载铁路的需要，对轨枕的性能要求也越来越严格。在长期的使用过程中，由于列车动载荷的作用将使轨枕出现裂纹、折断、压溃等损坏，影响轨枕的稳定性、平顺性；列车动载荷引起的振动将向周围传递，导致铁轨发生振动甚至出现共振破坏，不仅影响设备使用年限，带来安全隐患，也影响人们对生活环境舒适性的追求。

发明内容

为此，需要提供一种基于颗粒阻尼的减振方法和减振轨枕，解决现有轨枕振动，容易带来安全隐患的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于颗粒阻尼的减振方法，应用于列车行驶的轨枕上；

减振方法包括如下步骤：

(S1)以列车行驶时，列车与钢轨的冲击振动为振源，以振源通过钢轨向轨枕四周传递，进而通过道床向周围环境散播的路径为传递路径；

(S2)基于传递路径，将颗粒阻尼器安装在轨枕内，颗粒阻尼器位于传递路径上；

(S3)建立颗粒阻尼器中颗粒耗散总能量的离散化模型；

(S4)基于所述离散化模型，确定出颗粒耗散总能量的最大值对应的目标颗粒粒径、目标颗粒填充率以及目标颗粒材料。

(S5)将目标颗粒填充至颗粒阻尼器内。

在步骤S3中，所述离散化模型如式1：

其中，E₁为碰撞耗能量，E₂为摩擦耗能量，

碰撞耗能量E₁计算过程为式2：

其中，e为颗粒恢复系数，v为颗粒i与单元j间碰撞发生之前的相对速度，m为颗粒质量，

摩擦耗能量E₂计算过程为式3：

其中，μ颗粒i与颗粒j之间的摩擦因素，F_nij为颗粒i与颗粒j之间的法向合力，δ为法相重叠量。

进一步。S4中，通过控制变量法，分别调整颗粒粒径、颗粒填充率和颗粒材料，进行模拟试验，从而得到目标颗粒粒径、目标颗粒填充率以及目标颗粒材料

一种基于颗粒阻尼的减振轨枕，包括轨枕本体，所述轨枕本体的上表面的两侧设有承轨槽，所述承轨槽内设置有钢轨，所述轨枕本体内部具有空腔，空腔为阻尼器，所述空腔内填充有阻尼颗粒，所述轨枕本体设置在道床上，所述轨枕本体上具有多个空腔，所述空腔在轨枕本体内对称分布，所述轨枕本体上具有多个空腔，所述空腔在轨枕本体内对称分布，所述空腔为回转体或多面体，空腔内阻尼颗粒的颗粒粒径、颗粒填充率和颗粒材料采用上述权任一所述的减振方法确定。

进一步，所述空腔具有中心轴线，所述空腔的中心轴线平行或垂直于水平面。