启动和制动工况下缓冲器特性与机车粘着状态的关系研究

发布时间：2021-09-03 23:44

　　随着我国经济的快速发展,对于各种物资的需求量也越来越巨大,重载铁路作为一种经济又高效的运输方式受到了世界各国的广泛关注与大力发展。对于我国来说重载铁路的建设将会极大的缓解现阶段国内货物运输所面临的供需不匹配的问题。一开始各国对于重载运输的发展很大程度上都是依靠加长列车编组以及提高轴重来解决问题,然而随着重载列车编组增长和轴重的提高又出现了许多新的问题,比如车钩断裂、轮对及轨道出现损伤、脱轨以及线路的基础设施不足等,这些情况的出现都将威胁到列车运行安全。如今已经有较多的研究者关注到提高机车的粘着利用率不仅可以有效地增加重载列车的运载量,而且还可以更好的保障列车的运行稳定性。为保障重载铁路运输可以健康快速的发展,需要对机车粘着状态问题进行一些相关的仿真分析。基于传统的单节车辆的轮轨耦合动力学模型,考虑车辆的纵向动力学及车钩缓冲器模型后建立了三维列车轨道耦合动力学模型,使用车钩缓冲器将机车和多节货车串联起来组成一整列车的模型。使用建立的动力学模型对列车在不同的线路条件及缓冲器特性参数下进行相关的仿真分析。在线路条件上主要选择曲线和竖曲线两种线路,缓冲器特性参数选择了刚度和阻尼。基于不同的线路... 

【文章来源】：兰州交通大学甘肃省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

美国重载铁路

兰州交通大学硕士学位论文-5-图1.2重载铁路运输图重载列车不仅仅是列车间的作用力变得更加剧烈和复杂，而且更重要的是其牵引机车轮对与轨道之间的相互作用关系也变得更加复杂，而这种变化随着我国对于重载运输需求增长而变得越来越复杂。高速化以及重载化是我国现如今重载铁路发展的方向，在这样的社会需求与发展方向的指引下，对重载列车在复杂工况下的运行的稳定性开展相关的分析与研究已经显得尤为重要。对重载列车进行综合的现场试验存在着许多现实因素的限制，现场试验不仅仅是需要大量的资金、人力成本以及时间成本，最为重要的是现场试验受到不同工况与现场条件的制约以及可能会造成破坏性的试验需求，在试验中也有很大概率发生一定的安全事故。鉴于现场试验的局限性及高成本特性，从20世纪60年代开始，使用计算机进行模拟仿真的相关技术便开始投入应用，使用计算机进行仿真分析具有许多优势，首先该技术的应用使得实验成本及时间大为减少，而且也不用考虑现场试验可能会发生的各种安全问题，在一些现场试验中可能因为条件过于复杂而没有办法进行试验的工况也可以使用计算机进行相关的仿真分析。计算机仿真应用的使用对于重载列车的相关动力学分析提高了一个新的研究平台，极大地促进了重载列车的研究进度。在全世界范围内对于铁路运量的需求都在不断地增加，如今需要对重载列车动力学研究的工况与条件也更加的复杂，因此最开始的一些列车的建模方法远远不能够满足现

启动和制动工况下缓冲器特性与机车粘着状态的关系研究-6-如今的研究需求。好多国家已经开发出新的，能满足现在仿真需求的动力学仿真软件，其中可以通过建立列车模型并对各列车的部件进行仿真分析或者可以建立轮对耦合力学模型并分析的软件就有本文所使用的SIMPACK、ADAMS/RAIL、NUCARS、以及现在使用较为广泛的UM等软件，以上这些软件部件不仅可以对列车动力学进行相关分析，也广泛的应用于各行各业的科学研究中。经过多年的研究分析已经证明了使用计算机进行模拟仿真是一种高效的研究方法，通过仿真分析得出的结论数据与现场实验所采集的数据基本上保持一致。然而使用计算机仿真分析所带来的省时、省力与省钱等优点是其他试验方法所不能比拟的。下面将对计算机仿真技术在重载列车相关的研究分析中的应用情况进行简单介绍。美国是世界上最早着手研究重载列车的国家，美国铁路协会AAR(AssociationofAmericanRailroads)在20世纪70年代就展开了一项关于轨道-车辆的科学研究计划，加拿大政府也为这项研究计划在经济和研究人员的提供了很大的支持，而且国际铁路联盟组织和一些国家的高校也积极地参与了这项研究计划。这项科学研究计划所涉及的研究项目也非常多，主要涉及到的研究项目有列车动态模型[11,12]、列车横向动力学模型[13,14]、垂向动力学模型[15]、准动态模型[16,17]等，而这项科学研究最为重要的是对列车的纵向动力学相关的一些性能指标进行了细致的仿真研究，并将研究中所得的各种重要结论在实际中验证应用。图1.3为用SIMPACK建立的列车模型。图1.3多体动力学软件SIMPACK列车建模


本文编号：3382109