地震作用下车辆脱轨安全性研究
发布时间：2017-05-19 14:06
本文关键词：地震作用下车辆脱轨安全性研究，由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】：高速铁路系统运营的安全性一直是当今铁路研究领域的重点课题,本文在总结和借鉴国内外学者研究成果的基础上,建立了地震作用下车辆系统动力学方程和模型,通过仿真计算的方法对地震作用下车辆脱轨安全性展开了研究。 由于地震作用下高速列车的脱轨问题属于动态脱轨行为,适用于准静态的传统脱轨评价指标很难进行准确评判,所以本文首先建立了适合评价地震作用下车辆脱轨安全性的指标,即轮轨横向相对位移的脱轨评判准则。 本文以车辆动力学理论模型为基础,使用MIDAS和ADAMS软件建立了地震作用下桥梁子系统和车轨子系统的计算模型。通过将地震波规格化处理后输入到桥梁子系统模型中,计算出地震作用下车辆系统的动力学响应情况。通过典型工况的仿真计算可以看出,与传统车辆脱轨安全性指标相比,轮轨横向相对位移的脱轨评判准则更为宽松,可以作为极端恶劣工况下车辆脱轨安全性评判的参考准则。 通过分析车辆行车速度和地震波峰值加速度分别对车辆安全性的影响,发现传统的车辆脱轨安全性指标随着行车速度的提高和地震波峰值加速度的增大,均明显恶化；而轮轨相对横向位移指标与行车速度无明显关系,只随地震波峰值加速度的增大而增大,且地震波横向峰值加速度超过2m/s2后出现了急速增长的趋势。 最后,本文以车辆安全评价指标为基础,建立了较为完整的地震作用下车辆脱轨的安全域。通过安全域可以看出,在不同地震波峰值加速度和行车速度下轮轴横向力和轮重减载率最容易超标,其次是脱轨系数,而轮轨垂向力指标相对最难超标。
【关键词】：动态脱轨 动力学仿真 脱轨安全性 地震安全域
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U298;U211.5
【目录】：
- 摘要6-7
- Abstract7-11
- 第1章 绪论11-21
- 1.1 研究背景及意义11-13
- 1.2 国内外研究现状13-19
- 1.2.1 车辆系统脱轨安全性研究现状13-16
- 1.2.2 地震作用下行车安全性研究现状16-19
- 1.3 本文主要研究内容19-21
- 第2章 车辆脱轨安全性评价方法21-31
- 2.1 车辆脱轨机理21-26
- 2.1.1 轮轨作用力计算21-22
- 2.1.2 准静态脱轨研究22-24
- 2.1.3 动态脱轨理论24-26
- 2.2 脱轨安全性的动力学指标26-27
- 2.2.1 脱轨系数26
- 2.2.2 轮重减载率26-27
- 2.2.3 轮轴横向力27
- 2.2.4 轮轨垂向力27
- 2.3 车辆脱轨的空间动态指标27-30
- 2.3.1 轮轨的相对位移28-30
- 2.3.2 轮轨相对横向位移的计算30
- 2.4 本章小结30-31
- 第3章 地震作用下系统动力学方程及模型31-44
- 3.1 系统动力学模型及方程31-32
- 3.2 桥梁子系统力学方程及模型32-36
- 3.2.1 地震荷载的处理32-33
- 3.2.2 地震激励的输入模型33-34
- 3.2.3 桥梁子系统模型的建立34-36
- 3.3 车轨子系统动力学方程及模型36-43
- 3.3.1 车辆系统动力学方程36-37
- 3.3.2 车辆系统动力学模型37-40
- 3.3.3 模型中的接触力计算40-42
- 3.3.4 模型中的轨道不平顺处理42-43
- 3.4 本章小结43-44
- 第4章 地震作用下车辆动力学仿真计算44-60
- 4.1 地震激扰的选取和计算44-48
- 4.1.1 地震的震级与烈度44
- 4.1.2 地震波的选择及规格化44-47
- 4.1.3 震激励响应结果47-48
- 4.2 典型工况的动力学响应48-58
- 4.2.1 仿真工况的选择48
- 4.2.2 安全性分析48-57
- 4.2.3 平稳性分析57-58
- 4.3 本章小结58-60
- 第5章 地震作用下车辆运行安全性分析60-71
- 5.1 行车速度影响分析60-63
- 5.2 地震烈度影响分析63-66
- 5.3 地震作用下运行安全域分析66-67
- 5.3.1 车辆安全域的评价指标66
- 5.3.2 地震作用下车辆安全域66-67
- 5.4 轨道塑性变形安全域67-69
- 5.4.1 轨道输入定义67-68
- 5.4.2 轨道变形的车辆安全域68-69
- 5.5 地震作用下车辆脱轨预防策略69-70
- 5.6 本章小结70-71
- 结论71-73
- 致谢73-74
- 参考文献74-78
- 附录178-79
- 攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目79
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 阎贵平，夏禾，陈英俊;列车与刚梁柔拱组合系桥系统的地震响应分析[J];北方交通大学学报;1994年01期
2 赫雄;ADAMS动力学仿真算法及参数设置分析[J];传动技术;2005年03期
3 [驹朗，
本文编号：378882
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