1、近些年來(lái)，中國(guó)鐵路有限的運(yùn)能與國(guó)內(nèi)龐大的客貨運(yùn)輸需求間的巨大鴻溝，使得中國(guó)鐵路必須在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。既有線路的六次大提速以及高速鐵路和客運(yùn)專線的蓬勃發(fā)展，切實(shí)有效的增大了運(yùn)能和運(yùn)輸效率。中國(guó)鐵路的快速發(fā)展帶來(lái)了車速的顯著提高和軌道結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)化，現(xiàn)今無(wú)砟軌道的結(jié)構(gòu)形式已經(jīng)逐漸成為新的發(fā)展方向。高速鐵路無(wú)砟軌道系統(tǒng)在帶來(lái)巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也使得軌道結(jié)構(gòu)動(dòng)應(yīng)力增加，振動(dòng)噪聲問(wèn)題突出等一系列問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)將危機(jī)運(yùn)營(yíng)安全。無(wú)砟軌道

2、與傳統(tǒng)的有砟軌道有很大不同，國(guó)內(nèi)相關(guān)理論研究實(shí)驗(yàn)還處于起步階段，很多方面都是暫時(shí)借用國(guó)外的理論成果，所以對(duì)高速鐵路無(wú)砟軌道系統(tǒng)的動(dòng)力特性研究已經(jīng)迫在眉睫，有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文在大量理論分析研究的基礎(chǔ)上，將移動(dòng)單元法應(yīng)用到無(wú)砟軌道系統(tǒng)的研究當(dāng)中，并提出了與之相對(duì)應(yīng)的高速列車—無(wú)砟軌道—路基耦合系統(tǒng)計(jì)算模型，該模型的計(jì)算中融合了有限元法與移動(dòng)單元法。首先該計(jì)算模型離散為上下兩個(gè)部分。上部車輛單元為一節(jié)車廂，利用有限元法和Lag

3、range方程即可計(jì)算出車輛單元的質(zhì)量矩陣，阻尼矩陣和剛度矩陣；而下部軌道單元離散為三層梁?jiǎn)卧?，利用移?dòng)單元法即可計(jì)算出軌道單元的質(zhì)量矩陣，阻尼矩陣和剛度矩陣。該模型在計(jì)算時(shí)可選取適當(dāng)?shù)南虏寇壍篱L(zhǎng)度，并將車輛單元耦合在軌道單元中間處，可以一次集成整個(gè)模型的總質(zhì)量矩陣，總阻尼矩陣和總剛度矩陣。使用移動(dòng)單元法和有限元法建立的該高速列車—無(wú)砟軌道—路基耦合系統(tǒng)模型具有以下優(yōu)點(diǎn)：第一，因?yàn)檩嗆壗佑|點(diǎn)不變，因此就消除了追蹤每個(gè)單元的接觸點(diǎn)的必要；

4、第二，車輛永遠(yuǎn)不會(huì)到達(dá)邊界，就消除了邊界對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響；第三，該方法還可以研究變速的情況。此外，該模型還可以使用不同尺寸的單元，尤其在多接觸點(diǎn)問(wèn)題的時(shí)候，可以大大提高?；省?br>　　使用matlab軟件將高速列車—無(wú)砟軌道—路基耦合系統(tǒng)計(jì)算模型程序化，通過(guò)調(diào)整程序中相關(guān)參數(shù)即可達(dá)到模擬現(xiàn)實(shí)情況的仿真計(jì)算。文中主要計(jì)算分析了兩種不同的工況，即變化車輛速度和軌道不平順狀態(tài)下的車輛無(wú)砟軌道系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)；還計(jì)算了軌道結(jié)構(gòu)各部分參數(shù)對(duì)車

5、輛軌道系統(tǒng)振動(dòng)特性的影響。為了得到車輛無(wú)砟軌道系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)的第一手資料和更好的驗(yàn)證文中提出的模型和計(jì)算理論的正確性，特地選取了某高速鐵路路基段進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。測(cè)試結(jié)果與模型的仿真計(jì)算進(jìn)行了對(duì)比，除去一些客觀因素，取得了較好的一致性。文章總結(jié)出以下結(jié)論：（1）無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)中的鋼軌，軌道板和混凝土支撐層的位移，加速度等響應(yīng)與列車運(yùn)行速度密切相關(guān)，列車速度越快，動(dòng)力響應(yīng)值越大，響應(yīng)越劇烈。（2）無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)中的鋼軌，軌道板和混凝土支撐層的位移

6、，加速度等響應(yīng)與軌道不平順狀態(tài)密切相關(guān)，軌道不平順狀態(tài)越差，動(dòng)力響應(yīng)值就越大，越劇烈。（3）無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的動(dòng)應(yīng)力與列車速度和軌道不平順狀態(tài)都密切相關(guān)，車速越快，軌道不平順狀態(tài)越差，輪軌接觸力的值就越大。（4）車體振動(dòng)加速度作為影響乘客乘坐舒適度的重要指標(biāo)，列車運(yùn)行速度和軌道不平順狀態(tài)對(duì)其值的影響有限，說(shuō)明動(dòng)車組中的一系和二系彈簧阻尼系統(tǒng)的減振作用明顯。（5）通過(guò)變換參數(shù)的計(jì)算，得出了軌道結(jié)構(gòu)部分參數(shù)的合理取值范圍。
　　盡管本文提