铁路通用货车重车重心合理限制高度的研究
发布时间：2021-08-08 07:45
重车重心限制高度是我国铁路货物装载基本技术条件之一。我国《铁路货物装载加固规则》（铁运[2006]161号）规定,重车重心高度不得超过2000mm,超过时需限速运行,即我国现行重车重心限制高度为2000mm。该规定始于日伪南满铁道株式会社的规定,几十年来从未改变。随着铁路技术水平的提高,货车性能的不断改善,现有重车重心限制高度的规定过于保守,亟需研究我国铁路货车重车重心合理限制高度。为此,本文提出将正交实验设计用于重车重心高实验最不利组合工况的选取,并基于仿真实验分析研究了我国铁路通用货车重车重心合理限制高度。本文主要包括以下几个方面的研究内容：（1）将正交实验方法应用于重车重心高实验方案设计,有效缩减了实验方案数量。确定正交实验中的因素分别为车辆因素、线路条件与运行速度组合因素、货物装载工况因素,分别确定了以上三个因素的水平,并设计实验方案。（2）应用达朗伯原理推导了考虑货物重心空间位置变化的车体运动方程,及重车重心高实验中不同车型涉及的下交叉式转向架和摆动式转向架侧架的运动方程。（3）在仿真平台SIMPACK中构建了货车系统仿真实验模型。通过综合分析国内外的轨道不平顺功率谱,选择A...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：161 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
中文摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 重车重心高研究现状
1.2.2 实验设计方法
1.2.3 基于虚拟样机的车辆—轨道耦合动力学研究现状
1.3 论文主要研究内容
2 车辆运行安全性的评判标准分析
2.1 脱轨系数指标原理分析
2.2 轮重减载率指标原理分析
2.3 各国相关评判标准评述
2.3.1 中国
2.3.2 美国
2.3.3 日本
2.3.4 欧州
2.4 各国评判标准的对比分析
2.5 小结
3 重车重心高正交实验设计
3.1 概述
3.2 正交实验设计原理
3.3 重车重心高正交实验的因素分析及实验水平确定
3.3.1 车辆因素分析及水平确定
3.3.2 线路条件与运行速度组合因素的分析及水平确定
3.3.3 货物装载工况的因素分析及水平确定
3.4 重车重心高正交实验仿真方案的设计
3.4.1 Ⅰ级线路重车重心高实验方案设计
3.4.2 Ⅲ级线路重车重心高实验方案设计
3.5 小结
4 基于重车重心高的货车系统随机振动模型建立
4.1 货车系统中的坐标定义及变换关系
4.2 货车系统振动激励因素分析
4.2.1 货车系统自身的振动激励因素分析
4.2.2 轨道不平顺激励因素分析
4.3 货车系统振动形式分析
4.4 达朗伯原理及模型中货车系统方位编号和假设条件
4.4.1 达朗伯原理简述
4.4.2 货车系统方位编号和假设条件
4.5 车体与摇枕运动方程的建立
4.5.1 车体运动方程的建立
4.5.2 摇枕运动方程的建立
4.6 侧架运动方程的建立
4.6.1 下交叉式转向架侧架运动方程的建立
4.6.2 摆动式转向架侧架运动方程的建立
4.7 轮对运动方程的建立
4.8 小结
5 重车重心高仿真实验模型建立
5.1 仿真实验环境平台运用及仿真实验建模主要组成
5.1.1 仿真实验环境平台的选用
5.1.2 SIMPACK仿真平台提供的单元库
5.1.3 仿真实验建模的主要组成和步骤
5.2 轮轨接触关系的前处理
5.3 货车系统拓扑结构分析及其仿真模型的建立
5.3.1 货车系统拓扑结构分析
5.3.2 货车系统仿真实验虚拟样车模型的建立
5.4 轨道仿真模型的建立
5.4.1 钢轨/轨枕模型的选用
5.4.2 线路几何描述
5.4.3 轨道随机激励实现的研究
5.5 仿真实验中合适采样频率的确定
5.6 仿真实验结果与实车试验结果对比分析
5.6.1 重车重心高实车试验概况
5.6.2 仿真实验结果与实车试验结果对比分析
5.7 小结
6 重车重心高正交实验方案仿真计算及结果分析
6.1 仿真实验中风力作用方向的确定
6.2 Ⅰ级线路仿真实验结果及分析
6.2.1 Ⅰ级线路仿真实验结果
6.2.2 仿真实验结果直观分析
6.2.3 仿真实验结果方差分析
6.2.4 Ⅰ级线路仿真实验最不利组合工况的确定
6.3 Ⅲ级线路仿真实验结果及分析
6.3.1 Ⅲ级线路仿真实验结果
6.3.2 仿真实验结果直观分析
6.3.3 仿真实验结果方差分析
6.3.4 Ⅲ级线路仿真实验最不利组合工况的确定
6.4 仿真实验结果综合分析
6.4.1 车辆因素对运行安全性的影响分析
6.4.2 线路条件与运行速度组合因素对运行安全性的影响分析
6.4.3 货物装载工况因素对车辆运行安全性的影响分析
6.4.4 Ⅰ级线路和Ⅲ级线路对车辆运行安全性的比较分析
6.4.5 Ⅰ级线路和Ⅲ级线路最不利组合工况对比分析
6.5 重车重心限制高度的仿真实验
6.5.1 货物重心偏离车辆纵中心线距离的确定
6.5.2 重车重心限制高度的确定
6.6 小结
7 结论与展望
7.1 主要研究工作和结论
7.2 论文主要创新点
7.3 下一步工作展望
附录A C_(64K)计算参数表
附录B C_(64H)计算参数表
附录C C_(70H)计算参数表
附录D C_(70)计算参数表
参考文献
作者简历
学位论文数据集
本文编号：3329537
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：161 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
中文摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 重车重心高研究现状
1.2.2 实验设计方法
1.2.3 基于虚拟样机的车辆—轨道耦合动力学研究现状
1.3 论文主要研究内容
2 车辆运行安全性的评判标准分析
2.1 脱轨系数指标原理分析
2.2 轮重减载率指标原理分析
2.3 各国相关评判标准评述
2.3.1 中国
2.3.2 美国
2.3.3 日本
2.3.4 欧州
2.4 各国评判标准的对比分析
2.5 小结
3 重车重心高正交实验设计
3.1 概述
3.2 正交实验设计原理
3.3 重车重心高正交实验的因素分析及实验水平确定
3.3.1 车辆因素分析及水平确定
3.3.2 线路条件与运行速度组合因素的分析及水平确定
3.3.3 货物装载工况的因素分析及水平确定
3.4 重车重心高正交实验仿真方案的设计
3.4.1 Ⅰ级线路重车重心高实验方案设计
3.4.2 Ⅲ级线路重车重心高实验方案设计
3.5 小结
4 基于重车重心高的货车系统随机振动模型建立
4.1 货车系统中的坐标定义及变换关系
4.2 货车系统振动激励因素分析
4.2.1 货车系统自身的振动激励因素分析
4.2.2 轨道不平顺激励因素分析
4.3 货车系统振动形式分析
4.4 达朗伯原理及模型中货车系统方位编号和假设条件
4.4.1 达朗伯原理简述
4.4.2 货车系统方位编号和假设条件
4.5 车体与摇枕运动方程的建立
4.5.1 车体运动方程的建立
4.5.2 摇枕运动方程的建立
4.6 侧架运动方程的建立
4.6.1 下交叉式转向架侧架运动方程的建立
4.6.2 摆动式转向架侧架运动方程的建立
4.7 轮对运动方程的建立
4.8 小结
5 重车重心高仿真实验模型建立
5.1 仿真实验环境平台运用及仿真实验建模主要组成
5.1.1 仿真实验环境平台的选用
5.1.2 SIMPACK仿真平台提供的单元库
5.1.3 仿真实验建模的主要组成和步骤
5.2 轮轨接触关系的前处理
5.3 货车系统拓扑结构分析及其仿真模型的建立
5.3.1 货车系统拓扑结构分析
5.3.2 货车系统仿真实验虚拟样车模型的建立
5.4 轨道仿真模型的建立
5.4.1 钢轨/轨枕模型的选用
5.4.2 线路几何描述
5.4.3 轨道随机激励实现的研究
5.5 仿真实验中合适采样频率的确定
5.6 仿真实验结果与实车试验结果对比分析
5.6.1 重车重心高实车试验概况
5.6.2 仿真实验结果与实车试验结果对比分析
5.7 小结
6 重车重心高正交实验方案仿真计算及结果分析
6.1 仿真实验中风力作用方向的确定
6.2 Ⅰ级线路仿真实验结果及分析
6.2.1 Ⅰ级线路仿真实验结果
6.2.2 仿真实验结果直观分析
6.2.3 仿真实验结果方差分析
6.2.4 Ⅰ级线路仿真实验最不利组合工况的确定
6.3 Ⅲ级线路仿真实验结果及分析
6.3.1 Ⅲ级线路仿真实验结果
6.3.2 仿真实验结果直观分析
6.3.3 仿真实验结果方差分析
6.3.4 Ⅲ级线路仿真实验最不利组合工况的确定
6.4 仿真实验结果综合分析
6.4.1 车辆因素对运行安全性的影响分析
6.4.2 线路条件与运行速度组合因素对运行安全性的影响分析
6.4.3 货物装载工况因素对车辆运行安全性的影响分析
6.4.4 Ⅰ级线路和Ⅲ级线路对车辆运行安全性的比较分析
6.4.5 Ⅰ级线路和Ⅲ级线路最不利组合工况对比分析
6.5 重车重心限制高度的仿真实验
6.5.1 货物重心偏离车辆纵中心线距离的确定
6.5.2 重车重心限制高度的确定
6.6 小结
7 结论与展望
7.1 主要研究工作和结论
7.2 论文主要创新点
7.3 下一步工作展望
附录A C_(64K)计算参数表
附录B C_(64H)计算参数表
附录C C_(70H)计算参数表
附录D C_(70)计算参数表
参考文献
作者简历
学位论文数据集
本文编号：3329537
本文链接：https://www.wllwen.com/jingjilunwen/jtysjj/3329537.html
