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曲线上货物列车超速引起的脱轨过程分析

发布时间:2019-08-26 13:38
【摘要】:针对货物列车在曲线上因超速引起的脱轨问题,根据列车-轨道系统空间振动计算模型及列车脱轨能量随机分析理论,采用轮轨位移衔接条件并考虑轮轨"游间"的影响,提出了货物列车超速条件下的脱轨过程计算方法.根据该方法,对不同曲线轨道形位等工况下的货物列车脱轨过程进行了计算,分析了列车脱轨过程中的轮轨接触状态、轮轨相对位置及几何尺寸.研究结果表明,随着曲线半径的增大,在列车脱轨瞬间,转向架摇头角及转向架与钢轨横向相对位移逐渐减小,最大值分别为5.82°和78.1 mm.该结果可为研发机械式的列车脱轨检测装置提供理论依据和基础数据,进而确保该检测装置能在列车脱轨掉道的第一时间检测到位,及时停车.
【图文】:

工况图,车轮,工况,列车脱轨


?(°)5.824.323.512.95转向架与钢轨横向相对位移/mm78.174.566.165.6表2中,Vderail为列车脱轨时的行车速度;各车轴左轮运行在曲线外侧轨道上,右轮运行在曲线内侧轨道上;脱轨系数和轮重减载率括号外为列车车轮脱轨瞬间对应的数值,括号内为列车车轮脱轨过程中的最大值.表2表明,,列车发生脱轨时均是左侧车轮脱轨掉道,即曲线轨道外侧钢轨对应的车轮发生了脱轨,这可能与曲线未被平衡的超高有关;同时,各工况在列车脱轨瞬间的车轮悬浮量均达到了车轮脱轨几何准则要求的数值.工况1对应车轮悬浮量时程如图1所示.由表2还可以看出,在列车脱轨过程中,各工况脱轨系数最大值分别为1.97,2.02,3.28和4.71,均超过了GB/T5599—85[20]中脱轨系数要求的限值,其中最大值几乎达到了规范限值的4倍,但是列车并没有发生脱轨;而在列车脱轨瞬间,列车脱轨系数均小于限值要求,其中大部分脱规系图1第9车第3轴左侧车轮悬浮量时程(工况1)数与规范限值相差较远,此时列车发生了脱轨.图2为工况1脱轨系数时程曲线.图2第9车第3轴左侧车轮脱轨系数时程(工况1)轮重减载率是评判列车运行是否安全的重要指标,但至今还未能通过实测得到轮重减载率,特别是列车脱轨瞬间的轮重减载率实测值.同时,理论计算的列车脱轨瞬间轮重减载率也较少.从表2可以看出,在列车脱轨瞬间,各工况轮重减载率计算值均较小,车轮未出现严重减载,但是列车发生了脱轨;而在列车脱轨过程中,轮重减载率最大值有的没有超过规范限值要求,有的超过了,其中超过规范限值的最大值高达0.83,车轮出现严重减载,但列车仍未发生脱轨.图3为工况1中的轮重减载率时程曲线.图3第9车第3轴左侧车轮轮重减载率时程(工况1)最后,通过对比表2中转向架摇头角、?

工况图,脱轨系数,车轮,工况


;同时,各工况在列车脱轨瞬间的车轮悬浮量均达到了车轮脱轨几何准则要求的数值.工况1对应车轮悬浮量时程如图1所示.由表2还可以看出,在列车脱轨过程中,各工况脱轨系数最大值分别为1.97,2.02,3.28和4.71,均超过了GB/T5599—85[20]中脱轨系数要求的限值,其中最大值几乎达到了规范限值的4倍,但是列车并没有发生脱轨;而在列车脱轨瞬间,列车脱轨系数均小于限值要求,其中大部分脱规系图1第9车第3轴左侧车轮悬浮量时程(工况1)数与规范限值相差较远,此时列车发生了脱轨.图2为工况1脱轨系数时程曲线.图2第9车第3轴左侧车轮脱轨系数时程(工况1)轮重减载率是评判列车运行是否安全的重要指标,但至今还未能通过实测得到轮重减载率,特别是列车脱轨瞬间的轮重减载率实测值.同时,理论计算的列车脱轨瞬间轮重减载率也较少.从表2可以看出,在列车脱轨瞬间,各工况轮重减载率计算值均较小,车轮未出现严重减载,但是列车发生了脱轨;而在列车脱轨过程中,轮重减载率最大值有的没有超过规范限值要求,有的超过了,其中超过规范限值的最大值高达0.83,车轮出现严重减载,但列车仍未发生脱轨.图3为工况1中的轮重减载率时程曲线.图3第9车第3轴左侧车轮轮重减载率时程(工况1)最后,通过对比表2中转向架摇头角、转向架与钢轨横向相对位移可知,随着曲线半径的增大,第1期龚凯,等:曲线上货物列车超速引起的脱轨过程分析175
【作者单位】: 中南大学土木工程学院;华东交通大学土木建筑学院;
【基金】:国家自然科学基金委员会与神华集团有限公司联合资助项目(U1261113) 高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20100162110022) 牵引动力国家重点实验室开放课题资助项目(TPL0901,TPL1214)
【分类号】:U298.51

【参考文献】

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【共引文献】

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