高速地铁列车竖向振动特性分析

高速地铁列车是一种运行速度可达160 km/h远高于普通地铁最高速度80 km/h的新型地铁列车。其车辆力学特性与高铁列车基本相同，其轨道运行条件与普速列车轨道运行条基本相同。地铁列车竖向振动影响列车上部结构供电及受力性能，目前高铁及普速列车在各自轨道上运行时列车的振动特性研究较为成熟，但高铁列车在普速铁路上运行时的振动特性的研究尚属空白。聚焦高速地铁列车在普速轨道上运行时的车辆振动特性，基于OpenSees软件建立普速及高速地铁列车的车-轮-轨二维有限元模型；利用我国普速轨道谱考虑其频谱特征随机生成20个440 m长轨道不平顺样本；通过有限元法分析了普速和高速地铁列车在不同运行速度及不同平顺程度下的竖向位移响应及统计参数，研究了高速及普速地铁列车竖向振动随运行速度的变化规律。研究表明：高速地铁列车与普速地铁列车的不平顺轨道振动远大于平顺轨道振动。高速列车与普速列车在竖向振动随速度变化特性上存在差异，高速列车的竖向振动位移幅值远小于普速列车，相较于普速列车振动更加稳定。