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本文以轨道交通用重载扣件系统中轨下弹性垫层中TPEE弹性垫板作为研究对象,重点对其刚度性能进行试验检测,探讨了影响其刚度性能的两个因素:结构和试验方法。首先通过ABAQUS有限元分析软件对其进行仿真分析,确定较优结构模型;其次利用仿真分析和试验两种手段证实所选结构满足技术要求,并进一步验证试验方法改变对刚度值的影响;最后对垫板试验过程中垂向刚度工装进行设计。本文的主要研究内容如下:1.通过阅读大量的文献资料,综述了重载扣件系统中轨下弹性垫层作用和原理;介绍了铁垫板下弹性垫板的种类及其作用,并重点介绍了TPEE弹性垫板的性能。2.对TPEE弹性垫板进行有限元建模分析,支承钢板和载荷分布钢板为金属材料,采用经典力学参数模拟其线弹性,弹性模量设为210000MPa,泊松比为0.3。重载垫板采用TPEE材料参数模拟,D55硬度。对凸台直径、横纵向间距、椎角大小和垫板厚度四种参数化因素进行L16(45)有限元正交仿真分析研究。结果表明:横纵间距是影响TPEE弹性垫板垂向静刚度性能的主要因素,其次是椎角大小和凸台直径,而垫板厚度的影响最小。并进一步针对满足静刚度要求的试验号(4#)和试验号(10#)垫板,拟合其体积和应力参数,结果表明:试验号(4#)垫板优于试验号(10#)垫板;以试验号(4#)垫板为最终模型。3.对TPEE弹性垫板的主要性能:静刚度、动刚度、疲劳性能进行试验。结果表明:TPEE弹性垫板的动静比为1.33,满足《WJ-12型扣件技术条件(暂行)》中规定铁垫板下弹性垫板的动静刚度比应不大于2.0的要求;测试结果与有限元分析结果相吻合,误差在10%以内。4.对在试验过程中影响TPEE弹性垫板刚度性能的试验方法进行研究,分析了打表位置、加载头面积、摩擦系数和紧固扭矩对TPEE弹性垫板主要性能静刚度性能、组装疲劳性能的影响。结果表明:打表位置距加载头边缘越远,静刚度越大;加载头面积越大,静刚度越大;摩擦系数越大,静刚度越大;随着紧固扭矩的增大,疲劳前后的节点垂向刚度增大,但刚度变化率减小;测试结果与有限元分析结果相吻合,误差在10%以内。5.针对TPEE弹性垫板复杂的试验工况及不同的试验条件,设计了三套试验工装:垫板垂向刚度工装、加载头面积-静刚度工装、摩擦系数工装。结果表明:该套工装的强度、疲劳性能均满足试验要求,且通用性高,成本低。