铁路过渡段设计：一种基于能量的新准则
应用物理
2024-03-06 v1
摘要
铁路过渡段（RTZs）相比开放线路表现出更高的劣化速率，导致维护成本增加与可用性降低。尽管已有关于铁路轨道评估与维护的文献，针对 RTZs 的有效设计方案仍然有限。因此，需要一种稳健的设计准则以开发有效解决方案。本文提出一种两步法来构建设计准则，以延迟由运营驱动的 RTZs 中永久变形导致轨道几何不平顺的过程发生。首先，通过考察运动响应、应力与能量的空间和时间变化，对 RTZs 中每个轨道部件进行系统分析。其次，研究提出一种基于能量的准则，使用具有线弹性材料行为的模型进行评估，并指出过渡界面附近总应变能的放大是 RTZs 相比开放线路发生加剧（因而非均匀）劣化的指标。利用具有道砟层非线性弹塑性材料行为的模型，展示了总应变能（在线弹性材料行为模型中评估）与永久不可逆变形之间的相关性。最后，提出最小化总应变能幅值将减少劣化，且沿轨道纵向各轨道层总应变能的均匀分布将确保轨道几何的均匀性。
引用
@article{arxiv.2310.07956,
title = {Design of railway transition zones: a novel energy-based criterion},
author = {A. Jain and A. V. Metrikine and M. J. M. M. Steenbergen and K. N. van Dalen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.07956},
year = {2024}
}