16. Dynamic Analysis of High-Speed Train-Track Spatial Nonlinear Coupling System

Dieses Kapitel vertieft sich in die dynamische Analyse von räumlichen nichtlinearen Kupplungssystemen für Hochgeschwindigkeitszüge, wobei der Schwerpunkt auf den komplizierten Wechselwirkungen zwischen Zügen und Gleisen liegt. Es stellt ein ausgeklügeltes Modell vor, das die elastische Verformung und die dreidimensionalen Vibrationen von Schiene, Gleisplatte und Betonsockel integriert und das Fahrzeug als starre Karosserie mit 31 Freiheitsgraden vereinfacht. Die Studie verwendet die Finite-Elemente-Methode zur Simulation des Fahrzeug-Schienensystems unter Berücksichtigung verschiedener dynamischer Verhaltensweisen wie Prellen, seitliche Schwingungen, Pitching, Rollen und Gierschwingungen. Eine Schlüsselinnovation ist die Verwendung der "Spurenmethode" und der "quasi-elastischen Kontaktkorrektur von Rad und Schiene", um die Kontaktpunkte zwischen Rad und Schiene präzise zu bestimmen und damit sowohl die Recheneffizienz als auch die Genauigkeit zu verbessern. Die Analyse untersucht auch die Machbarkeit, die Betriebsgeschwindigkeit bestehender Hochgeschwindigkeitsbahnen auf 400 km / h zu erhöhen, und bewertet die dynamischen Reaktionen sowohl des Zuges als auch der Gleisstruktur. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine solche Erhöhung zwar machbar ist, aber eine strenge Kontrolle von Gleisunregelmäßigkeiten und die Umsetzung von Maßnahmen zur Verringerung der Rad-Schienen-Aufprallkräfte erfordert. Das Kapitel schließt mit Empfehlungen für zukünftige Forschung und Entwicklung, um den sicheren Betrieb von Hochgeschwindigkeitszügen bei hohen Geschwindigkeiten zu gewährleisten.