【摘 要】
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由于轨道扣件弹性垫板的刚度特性对车辆-轨道耦合动力作用等关键问题均会产生较大影响，其刚度指标的适配性问题一直是轨道结构方面的研究重点。亟需一种刚度特征可调的扣件弹性垫板，从而根据线路区段的运行条件对不同刚度的适应性进行评估。为实现垫板刚度的实时调整，结合磁流变弹性体材料的弹性可变特性，以天然橡胶及顺丁橡胶作为基体，设计并研制了刚度可调的扣件磁流变弹性垫板。同时，通过动、静力学性能试验研究了不同配方
【机 构】
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中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目（52178441）； 中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划（N2021G050）； 中国铁道科学研究院集团有限公司科研项目（2020YJ095）；
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由于轨道扣件弹性垫板的刚度特性对车辆-轨道耦合动力作用等关键问题均会产生较大影响，其刚度指标的适配性问题一直是轨道结构方面的研究重点。亟需一种刚度特征可调的扣件弹性垫板，从而根据线路区段的运行条件对不同刚度的适应性进行评估。为实现垫板刚度的实时调整，结合磁流变弹性体材料的弹性可变特性，以天然橡胶及顺丁橡胶作为基体，设计并研制了刚度可调的扣件磁流变弹性垫板。同时，通过动、静力学性能试验研究了不同配方的磁流变弹性体材料磁致力学性能，及磁流变弹性垫板在外加不同强度磁场下的动、静刚度调整量。研究结果表明：在压缩交变载荷下，所制备的天然橡胶基磁流变弹性体材料的储能模量随着外加磁场的增高而增大，而损耗系数随外加磁场的增高而减小，具有明显的磁流变效应。其磁致力学性能与羰基铁粉的粒径有关，当采用粒径D50为5 μm的羰基铁粉时，其磁流变效率可以达到69%。通过施加磁场，磁流变弹性垫板的动、静刚度显著增大，且在磁感应强度大于0.2T后成线性增长。在20 kN至70 kN的垂向载荷下，其静刚度可从26.1 kN/mm增加至36.6 kN/mm，增幅达到40%，而其动刚度从54.3kN/mm增大至83.5 kN/mm，增幅达到50%。根据WJ7橡胶弹性垫板现场的服役情况，磁流变弹性垫板可用于模拟现场服役至5～6年的垫板刚度劣化特征。
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