Bài báo xây dựng mô hình động lực học theo phương đứng của hệ phương tiện-đường ray trên cơ sở ghép mô hình phương tiện nhiều bậc tự do, mô hình phần tử hữu hạn của hệ ray-tấm bản-bản đáy và mô hình tiếp xúc bánh xe-ray phi tuyến theo lý thuyết Hertz. Trên cơ sở các thông số thiết kế định hướng của dự án đường sắt tốc độ cao trên trục Bắc - Nam. DOI:http://doi.org/10.64588/jc.25.05.2026
TÁC GIẢ:
Nguyễn Đức Tâm*, Mai Tiến Chinh, Nguyễn Thạc Quang, Phạm Văn Ký
Trường Đại học Giao thông vận tải
*Email: tamnd_ph@utc.edu.vn
THÔNG TIN BÀI BÁO:
Chuyên mục: Khoa học công nghệ
Ngày nhận bài: 19/4/2026
Ngày sửa bài: 27/4/2026
Ngày chấp nhận đăng:06/5/2026
Ngày xuất bản Online: 19/5/2026
Tác giả liên hệ:
TÓM TẮT
Trong bối cảnh Việt Nam đang định hướng đầu tư phát triển đường sắt tốc độ cao (ĐSTĐC) trên trục Bắc - Nam, việc nghiên cứu ứng xử động lực học của kết cấu đường ray không ba lát dạng tấm bản có ý nghĩa quan trọng đối với lựa chọn giải pháp kết cấu và định hướng thiết kế.
Bài báo xây dựng mô hình động lực học theo phương đứng của hệ phương tiện-đường ray trên cơ sở ghép mô hình phương tiện nhiều bậc tự do, mô hình phần tử hữu hạn của hệ ray-tấm bản-bản đáy và mô hình tiếp xúc bánh xe-ray phi tuyến theo lý thuyết Hertz. Trên cơ sở các thông số thiết kế định hướng của dự án đường sắt tốc độ cao trên trục Bắc - Nam, hai loại phương tiện đại diện là toa xe khách và toa xe hàng được lựa chọn để khảo sát lực tương tác bánh xe-ray và các đáp ứng chuyển vị, vận tốc, gia tốc của kết cấu.
Kết quả phân tích cho thấy toa xe hàng với tải trọng trục lớn (22,5 tấn/trục) tạo ra lực tương tác và chuyển vị kết cấu lớn hơn, trong khi toa xe khách vận tốc cao, được khảo sát với trường hợp
Từ khóa: Đường sắt tốc độ cao, động lực học, đường ray không ba lát dạng tấm bản.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Zhai, W., & Sun, X. A detailed model for investigating vertical interaction between railway vehicle and track. Vehicle System Dynamics, 23(sup1), 603-615, 1994.
[2] Zhai, W., Wang, K., & Cai, C. Fundamentals of vehicle-track coupled dynamics. Vehicle System Dynamics, 47(11), 1349-1376, 2009.
[3] Lei, X., & Zhang, B. Analysis of dynamic behavior for slab track of high-speed railway based on vehicle and track elements. Journal of Transportation Engineering, 137(4), 227-240, 2011.
[4] Xu, L., Chen, Z., & Zhai, W. An advanced vehicle-slab track interaction model considering rail random irregularities. Journal of Vibration and Control, 24(19), 4592-4603, 2018.
[5] Lei, T., Xu, J., Xu, L., Jin, T., & Wang, G. Dynamic analysis of CRTS II ballastless track-vehicle system based on moving unit method. Applied Sciences, 13(11), 6566, 2023.
[6] Aggestam, E., Nielsen, J. C., & Bolmsvik, R. Simulation of vertical dynamic vehicle-track interaction using a two-dimensional slab track model. Vehicle System Dynamics, 56(11), 1633-1657, 2018.
[7] Shi, L., Cai, Y., Wang, P., & Sun, H. A theoretical investigation on influences of slab tracks on vertical dynamic responses of railway viaducts. Journal of Sound and Vibration, 374, 138-154, 2016.
[8] Wu, Y., Fu, H., & Bian, X. Critical Speed and Dynamic Response of High-Speed Railway in Ballastless Track. Journal of Physics: Conference Series, 2647(20), 202001, 2024.
[9] Li, G., Gao, M., Yang, J., Wang, Y., & Cao, X. A vertical coupling dynamic analysis method and engineering application of vehicle-track-substructure based on forced vibration. Railway Sciences, 1(2), 224-240, 2022.
[10] Zeng, Z., Xiao, Y., Wang, W., Huang, Z., Wei, W., & Houdou, S. B. Research on Dynamic Performance of CRTS III Type Slab Ballastless Track under Long-Term Service. Materials, 15(6), 2022.
[11] Wang, T., Luo, Q., Liu, J., Liu, G., & Xie, H. Method for slab track substructure design at a speed of 400 km/h. Transportation Geotechnics, 24, 100391, 2020.
[12] Aggestam, E., Nielsen, J. C., Lundgren, K., Zandi, K., & Ekberg, A. Optimisation of slab track design considering dynamic train–track interaction and environmental impact. Engineering Structures, 254, 113749, 2022.
[13] Aly, M. H., Elnaga, I. M. A., Soliman, A. A. H., & Diab, M. A. Development of a new design methodology for slab track systems. Journal of Engineering and Applied Science, 71(1), 42, 2024.
[14] Aly, M. H. F., El-Naga, I. M. A., Soliman, A. A. H., & Diab, M. A. Modelling of slab track systems for design purposes. Journal of Engineering and Applied Science, 70(1), 115, 2023.
[15] Lei, X., Wu, S., & Zhang, B. Dynamic analysis of the high speed train and slab track nonlinear coupling system with the cross iteration algorithm. Nonlinear Dynamics, 2016, 8356160, 2016.
[16] Zhai, W. (2019). Vehicle-track coupled dynamics models. In Vehicle-track coupled dynamics: theory and applications (pp. 17-149). Springer Singapore, 2019.
[17] Liên danh TEDI-TRICC-TEDIS. Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi Dự án Đường sắt tốc độ cao trên trục Bắc - Nam, 2024.
[18] He, Q., Cai, C., Zhu, S., Zhang, J., & Zhai, W. Dynamic performance of low vibration slab track on shared high-speed passenger and freight railway. Transport, 33(3), 669-678, 2018.
[19] LEI, X. High speed railway track dynamics. Springer Singapore, 2022.
Xem bài báo tại đây
