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本文在总结了大量国内外学者关于有轨电车嵌入式轨道研究现状的基础上,采用商业软件ABAQUS和有限元ANSYS软件分析了嵌入式轨道结构的力学性能。首先对轨道结构进行优化设计,针对设计的轨道结构进行了试件的动静刚度试验和疲劳试验。然后结合动力学软件SIMPACK建立了100%四模块列车动力学模型,并将轮轨力作用于轨道动力学计算模型中得到了轨道的动态响应。本文主要的研究结论总结有如下几点:(1)承轨槽内PVC管的大小对钢轨垂向及横向位移基本没有影响,PVC管可以用来节省填充材料。(2)承轨槽内钢轨轨底浇筑填充材料的厚度对垂向等效扣件刚度影响较大,而对横向等效刚度基本没有影响,垂向等效刚度随弹性模量的增大而线性增大。考虑施工方便及刚度要求,将承轨槽内结构的填充材料进行分层浇筑,下层填充材料弹性模量取值范围宜为2-3MPa,对应的垂向刚度为20-60kN/mm,上层弹性模量取值范围宜为12-15MPa,对应的横向刚度为30-40kN/mm。(3)基于聚氨酯材料试验压缩数据和唯象理论分析,承轨槽内的上层改性聚氨酯填充材料的非线性本构模型可以利用Polynomial应变能函数拟合,而下层改性聚氨酯填充材料非线性本构模型可以采用Ogden应变能函数拟合。考虑填充材料的非线性本构模型和线性本构模型,填充材料的非线性基本对轨道力学性能没有影响。基于承轨槽上下层浇筑,不同的浇筑方案对钢轨位移基本没有影响。(4)针对轨底填充材料厚度为20mm,浇筑了分层结构模型试件,对结构试件进行了轨道结构的动静刚度试验。试验结果表明:分层试件静刚度平均值为49.1kN/mm,而动刚度值与加载频率成正比关系;动静刚度比与加载频率成正比关系,随着加载频率的增大,动静刚度比越来越大;试件的动刚度及动静刚度比表现为非线性。(5)试件经过300万次循环加载,结构部件没有破坏,轨底填充材料未压溃,而只是填充材料与混凝土粘结失效。轨道结构疲劳试验前后静刚度发生明显不同,静刚度增大,而动刚度保持不变。试件卸载之后试件试验前后轨距变化为0.475mm。(6)利用SIMPACK软件建立了有轨电车动力学模型,基于轨道谱和轮轨接触模型,得到了列车在速度为70km/h的轮轨力。通过建立横向刚度为30kN/mm和垂向刚度为50kN/mm的轨道动力学模型,得到了轨道结构的动态响应。