【技术实现步骤摘要】
一种有砟道床数值模型的循环加载方法
[0001]本专利技术涉及一种有砟道床数值模型的循环加载方法，属于铁路交通
。
技术介绍
[0002]铁路是国家战略性
、
先导性
、
关键性的重大基础设施，是国民经济大动脉
、
重大民生工程和综合交通运输体系骨干，在经济社会发展中的地位和作用至关重要
。
相较于无砟轨道，有砟轨道的维护成本低，且在列车高速作用下能保持良好的弹性，同时具有运行稳定
、
刚度均匀
、
服役寿命长等优点而被广泛使用，是铁路结构的主要形式
。
然而在列车循环载荷作用下，有砟道床的物理状态和力学行为将发生永久性劣化，主要表现为道床沉降
、
道砟破碎
、
道床脏污等病害
。
受成本因素与试验条件限制，近年来，研究者主要采用仿真试验或室内试验
‑
仿真结合的形式研究有砟道床细观力学特性以及动荷载循环作用下的力学演化机理，旨在解决道...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种有砟道床数值模型的循环加载方法，其特征在于，包括：建立有砟道床结构三维模型；依据有砟道床结构三维模型，建立有砟道床离散元数值模型；依据有砟道床结构三维模型，建立有砟道床多体动力学模型并在模型中定义循环加载的驱动；依据有砟道床离散元数值模型
、
有砟道床多体动力学模型，建立有砟道床离散元
‑
多体动力学耦合模型并仿真，提取仿真结果
。2.
根据权利要求1所述的有砟道床数值模型的循环加载方法，其特征在于，所述有砟道床结构包括路基
(1)、
列车转向架
(2)、
轨枕
(3)、
钢轨
(4)
；路基
(1)
上方架设多根平行布置的轨枕
(3)
且路基
(1)、
轨枕
(3)
之间存在间距，轨枕
(3)
上贴合设置两根呈平行布置的钢轨
(4)
，钢轨
(4)
与轨枕
(3)
垂直，钢轨
(4)
上设置与钢轨
(4)
滚动配合的列车转向架
(2)。3.
根据权利要求1所述的有砟道床数值模型的循环加载方法，其特征在于，所述依据有砟道床结构三维模型，建立有砟道床离散元数值模型，包括：将有砟道床结构三维模型导入离散元软件中，获得有砟道床三维结构；导入道砟颗粒模板或自定义道砟颗粒粒径；设置道砟颗粒的离散元模型参数；设置有砟道床结构中路基
(1)、
列车转向架
(2)、
轨枕
(3)、
钢轨
(4)
的离散元模型参数；设置道砟颗粒间的碰撞恢复系数
、
接触参数；设置道砟颗粒与路基
(1)、
轨枕
(3)
的碰撞恢复系数，设置道砟颗粒与路基
(1)、
轨枕
(3)
的接触参数；根据有砟道床三维结构设置封闭道床的墙体单元，设置颗粒工厂以生成道砟颗粒离散元模型；设置颗粒接触模型的基础模型
、
滚动模型；设置有砟道床三维结构的计算域
、
道砟颗粒的重力大小和方向；设置求解参数并生成道砟颗粒，实现有砟道床离散元数值模型建立；将现仿真时间
t
置零后输出
t
＝0时刻的有砟道床离散元模型
。4.
根据权利要求1所述的有砟道床数值模型的循环加载方法，其特征在于，所述依据有砟道床结构三维模型，建立有砟道床多体动力学模型并在模型中定义循环加载的驱动，包括：将有砟道床结构三维模型导入多体动力学软件中；在有砟道床结构三维模型基础上，添加约束
、
运动副
、
接触及质量；添加由时间和位移控制的驱动，实现循环加载，实现建立有砟道床多体动力学模型
。5.
根据权利要求4所述的有砟道床数值模型的循环加载方法，其特征在于，所述在有砟道床结构三维模型基础上，添加约束
、
运动副
、
接触及质量，具体为：在路基
(1)
和地面之间添加固定约束；在2根钢轨
(4)
和首尾2根轨枕
(3)
接触处添加固定约束；在其余轨枕
(3)
上添加相对于路基
(1)
的移动副；在其余轨枕
(3)
和钢轨
(4)
之间添加弹簧并设定刚度；在列车转向架
(2)
的2个轮对
(2
‑
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