[发明专利]一种地铁车致环境振动衰减规律的确定方法

权利要求书

1.一种地铁车致环境振动衰减规律的确定方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、通过若干次地铁列车通过隧道试验，得到地铁列车通过隧道数据集；

S2、建立轨道-隧道-大地有限元模型；

S3、根据地铁列车通过隧道数据集向轨道-隧道-大地有限元模型加载不同速度下的列车激励数据，计算振动响应，得到若干组环境振动衰减数据；

S4、分析处理各组环境振动衰减数据，得到地铁车致环境振动衰减规律，完成对地铁车致环境振动衰减规律的确定。

2.根据权利要求1所述的地铁车致环境振动衰减规律的确定方法，其特征在于，所述步骤S1中地铁列车通过隧道试验在隧道内设有若干组四点测量组；

所述四点测量组的第一测量点与第二测量点相对设于隧道水平直径方向的内壁两端，且第三测量点与第四测量点相对设于隧道底部铁轨两端对应位置处。

3.根据权利要求2所述的地铁车致环境振动衰减规律的确定方法，其特征在于，所述步骤S1中地铁列车通过隧道数据集包括若干组四点测量组处测量得到的地铁列车对铁轨水平方向应力、对铁轨竖直方向应力、振动加速度峰值、振动加速度级和有效振动频率信号y`(t)。

4.根据权利要求3所述的地铁车致环境振动衰减规律的确定方法，其特征在于，所述步骤S1包括如下步骤：

S11、利用地铁列车分别采用60km/h、80km/h、100km/h、120km/h、140km/h和160km/h的速度通过隧道，进行若干次地铁列车通过隧道试验；

S12、通过地铁列车通过隧道试验，得到各速度下对应地铁列车对铁轨水平方向应力、对铁轨竖直方向应力、振动加速度峰值、振动加速度级和振动频率信号y(t)；

S13、通过海宁窗减少振动频率信号y(t)截断的泄露，得到有效振动频率信号y`(t)。

5.根据权利要求1所述的地铁车致环境振动衰减规律的确定方法，其特征在于，所述步骤S13中海宁窗w(t)计算表达式如下：

其中，w(t)表示海宁窗，T表示振动频率信号周期，t表示时间。

6.根据权利要求1所述的地铁车致环境振动衰减规律的确定方法，其特征在于，所述步骤S2包括如下步骤：

S21、定义单元类型：根据模型中轨道、隧道和大地分别指定结构单元库中的单元，并创建对应的单元类型，得到轨道单元类型、隧道单元类型和大地单元类型；

S22、定义单元实用常数：根据定义的单元类型分别设置单元实常数，得到设置好单元实常数的轨道单元类型、隧道单元类型和大地单元类型；

S23、定义材料属性：对设置好单元实常数的轨道单元类型、隧道单元类型和大地单元类型根据其力学行为特征分别对应设置其材料属性，得到设置好材料属性的轨道单元、隧道单元和大地单元；

S24、创建节点：分别为设置好材料属性的轨道单元、隧道单元和大地单元，按轨道板、隧道壁、地面上的建筑物距轨道中心线不同距离创建节点；

S25、设置单元属性：分别对轨道单元、隧道单元和大地单元的壳体厚度、梁高度、惯性矩、杆和梁的截面积定义单元实常数；

S26、修改网络模型：控制轨道单元、隧道单元和大地单元的单元密度，并控制轨道单元、隧道单元和大地单元的节点、线、面和体对象的网格密度，完成轨道-隧道-大地有限元模型的建立。

7.根据权利要求6所述的地铁车致环境振动衰减规律的确定方法，其特征在于，所述步骤S3包括如下步骤：

S31、根据地铁列车通过隧道数据集分别向轨道单元对应节点输入60km/h、80km/h、100km/h、120km/h、140km/h和160km/h的速度下地铁列车对铁轨水平方向力和对铁轨竖直方向力，计算振动响应，得到对应速度下轨道单元、隧道单元和大地单元各节点处环境振动数据；

S32、按振动时间分别划分轨道单元、隧道单元和大地单元在60km/h、80km/h、100km/h、120km/h、140km/h和160km/h的速度下的各节点处环境振动数据，得到若干组环境振动衰减测试数据。