混编列车中空车的垂向安全性能研究

发布时间：2021-08-05 01:50

　　随着社会、经济以及科学技术的飞速发展,物流需求不断增长,铁路运输作为当前经济且高效的运输方式之一,仍时有重大安全事故发生。在实际的列车编组中,空、重车混编的现象非常普遍,由于空、重货车稳定性存在较大差异,空重混编列车中的空车更易发生车轮悬浮,列车运行安全问题进一步凸显。本文以空重混编列车作为主要研究对象,利用SIMPACK动力学软件,建立空、重货车动力学模型和13A型货车车钩缓冲器模型,再采用子结构法,建立了“重车+车钩+空车+车钩+重车”的“两重夹一空”短编组混编列车模型。通过仿真计算,比较了直线惰行工况下,均质短编组重车和均质短编组空车的垂向安全性能差异,以及“两重夹一空”短编组混编列车,在平直道惰行工况和平直道电制动工况下,空、重车的垂向安全性能差异。利用“两重夹一空”短编组混编列车模型,分析了不同断面类型坡道的坡度差,对中部空车和前、后部重车的垂向安全性能,以及车钩垂向动态响应的影响。最后,分析了电制动工况下,圆弧形竖曲线半径大小对“两重夹一空”短编组混编列车垂向安全性能的影响。仿真计算结果表明:1、平直道惰行工况下,均质短编组列车的垂向安全性能良好,没有出现脱轨或车轮悬浮的可... 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

转K6转向架三维示意图

转 K6 转向架在左右两侧架之间，设置了弹性下交叉支持拉杆装置，两根交叉枕下面穿过，两端分别焊接在两侧架的前后位置上，呈交叉状，并由上下交叉、U 型弹性垫和 X 型弹性垫组成。交叉杆固定在侧架上的前后四个弹性连接点一个矩形，从而限制了两侧架的菱形变形，有效提高了转向架的抗菱刚度，进向架的运行稳定性大大提高。转 K6 型转向架摇枕与侧架之间安装有斜楔式变摩擦减振装置作为其二系悬，整个减振装置由组合式斜楔、磨耗板和减振弹簧装置等共同组成，其中主磨用了耐摩擦的高分子复合材料，立柱磨耗板采用 T10 钢材料，从而增大了摩擦擦系数，提高了磨损性能和减振装置的寿命周期。转 K6 转向架中央摇枕悬挂系自由高度不同的两级刚度弹簧，以适应空重车辆的运行状态，如图 2-2 所示。态下，只压缩刚度较小的摇枕外圆弹簧，从而增大了空车状态下的弹簧静挠度改善车辆空载时的动力学性能。当车辆处于重载状态时，摇枕外圆弹簧的压缩增加，直到其高度被压缩到与摇枕内圆弹簧的自由高度一致时，内外圆弹簧开承压，此时弹簧总刚度增大，形成了两级刚度悬挂特性。

西南交通大学硕士研究生学位论文 第13页详细的建模。本文的动力学仿真模型中主要考虑到的非线性因素包括：轮轨接触几何非线性、轮轨蠕滑非线性和悬挂特性非线性。2.1.2.1 轮轨接触几何非线性轮轨接触几何关系主要由轮轨接触状态的基本参数来确定，但由于钢轨和车轮的几何外形尺寸是复杂的非连续曲线，因此很难直接用轮对横移量的数学关系式表达。此前对于此类非线性关系的研究，通常采用“等效踏面锥度”等线性化方法，直接将其进行近似处理，但实际上，这种处理方法对于存在明显轮轨接触几何非线性的磨耗性踏面无法有效近似。本文货车车辆模型的轮对踏面采用 LM 型磨耗型踏面，并采用60kg/m 规格的钢轨与之进行匹配，建立模型时利用 SIMPACK 动力学软件中的轮轨接触模块，按照格式要求先将轨头和磨耗型踏面的相关数据生成相应文件，再导入SIMPACK 中，LM 型磨耗型踏面与 75kg/m 钢轨的接触关系如图 2-3 所示。


本文编号：3322820