客运列车曲线超速引起的脱轨全过程计算

发布时间：2020-12-20 23:15

　　为研究客运列车因曲线超速引起的脱轨规律,基于列车-轨道系统空间振动计算模型,建立客运列车-曲线轨道系统空间振动计算模型。基于该模型,根据列车脱轨能量随机分析方法,提出客运列车曲线超速引起的脱轨全过程计算方法,计算不同曲线半径、外轨超高下列车超速引起的脱轨全过程,分析轮轨接触状态及其相对位置。研究结果表明:据脱轨系数和轮重减载率难以判定客运列车超速时是否脱轨;脱轨车辆位于编组前部,在脱轨前及时预警十分必要;随着曲线半径、外轨超高增大,列车脱轨速度随之增大,脱轨瞬间转向架与钢轨横向相对位移也随之增大;并考虑安全系数1.25,得到转向架与钢轨横向相对位移最大为60.2 mm,这可为研发客运列车曲线超速脱轨报警装置提供参考。 

【文章来源】：中南大学学报(自然科学版). 2020年09期 北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

车体坐标随时间的变化

在建立客运列车-曲线轨道空间振动矩阵方程时不需要进行坐标变化。但在采用数值积分法求解系统矩阵方程时，由t1时刻的振动响应计算t2(t2=t1+Δt，Δt为时间步长)时的振动响应时，需要用到t2时的载荷；求得振动响应后，又需要将其变换到t2时的坐标(即X″Y″Z″坐标)中，以进行下一步计算。为此，需要对t1和t2之间有关参数(包括位移、速度、加速度)进行坐标变换。这里主要考虑2个因素：外轨超高由h变化到h+dh引起的坐标变换(如图2所示)；车辆在曲线轨道平面内转动了角度dψ引起的坐标变换(如图3所示)。图3 车辆坐标系统绕Z′轴的转动

图2 车辆坐标系统绕X轴的转动图2中，s为轨距。从图2可见：从t1到t2，外轨超高由h变化到h+dh，车辆坐标系统绕X轴的转动了角度dθ(见式(4))，坐标X,Y和Z分别变为X′，Y′和Z′。

【参考文献】：
期刊论文
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[5]Simulation of spatially coupling dynamic response of train-track time-variant system[J]. 向俊,李德建,曾庆元.  Journal of Central South University of Technology(English Edition). 2003(03)

博士论文
[1]复杂环境状态下高速列车脱轨机理研究[D]. 肖新标.西南交通大学 2013



本文编号：2928737