广珠城际铁路线路平纵断面设计参数动力学评估

为了验证广珠城际铁路线路平纵断面设计参数的合理性,利用车辆动力学软件ADAMS/Rail建立高速列车和轨道模型,针对广珠城际铁路具有代表性平纵断面设计参数的一段线路,计算了CRH2型动车组在16 km长的线路上运行时的动力响应,并与现行车辆动力学评价标准进行对比.分析结果表明:在现有平纵断面设计参数条件下,CRH2型动车组以200 km/h的速度运行时的所有动力学指标均为优良,行车安全性和舒适性有足够保障,设计参数合理,满足设计及运营要求.     

基于动力学理论对高中速客运专线和高低速客货共线铁路平纵面合理匹配的研究

为了达到对高中速客运专线和高低速客货共线时线路平纵断面进行合理匹配的目的,基于系统工程思想,仿真计算列车以不同速度匹配通过平纵断面时的动力学性能各项指标,并且根据现行铁道机车车辆动力学性能评定规范加以评价。结果表明:在轨道随机不平顺激扰下,无论是高中速客车还是高低速客货混跑,竖曲线与平面曲线零搭接时,所有安全性指标与平稳性指标均合格,且凸型竖曲线和凹型竖曲线下的所有动力性能指标均对应接近;无轨道随机不平顺激扰时,车体振动衰减距离最大值均分别由旅客列车最高行车速度确定,且速度越高,衰减距离越长。     

线路纵断面设计中碎小坡段的编程处理

碎小坡段是铁路线路纵断面设计中常见的问题,实践证明,将纵断面中的碎小坡段与其相邻坡段进行合理调整,可以消除线路纵断面设计中出现的一部分碎小坡段,但需要很多次的试验。为了高效消除纵断面设计过程中出现的碎小坡段,本文应用计算机编程技术,建立FORTRAN语言程序,通过不同的算法,合理地计算调整坡度和坡段长度,得出解决碎小坡段的备选方案。     

地铁线路区间纵断面节能设计优化模型

线路纵断面形式是影响地铁列车牵引能耗的重要因素之一。在给定线路平面设计方案和车站位置的前提下,考虑地铁设计规范要求和线路地理条件限制等现实约束,构建以上、下行列车总牵引能耗最小为目标的区间纵断面设计优化模型,并采用遗传算法求解区间坡度和坡长的最优组合序列。案例分析表明,与实际设计方案相比,采用本文模型得到的纵断面设计方案可节约5%左右的列车牵引能耗;当区间衔接的两车站高程相差较大时,采用先缓上坡后陡上坡(反方向先陡下坡后缓下坡)的单向坡设计形式较为节能;当车站高程相近时,采用先下坡后上坡的V型纵断面设计形式有利于牵引节能。     

遂渝线无碴轨道综合试验段平纵断面设计参数动力性能评估

应用车辆—轨道耦合动力学理论,系统研究分析了遂渝线无碴轨道综合试验段线路平纵断面设计参数在快速旅客列车、提速客车、快速货车2、5 t双层集装箱货车、普通货车等客货共线运营条件下轮轨系统的动力学性能。仿真计算结果表明,在各种运营条件下遂渝线无碴轨道试验段线路平纵断面设计参数是合理的,行车安全性和舒适性能够得到保证。     

城市轨道交通长大陡坡地段设计研究

基于长大陡坡地段的共性特征,对其线路平纵断面设计方案进行研究。平面设计:重点研究线路走向及经由,对环保、规划、工程可实施性等因素进行分析比选后,提出合理的平面设计方案;纵断面设计:重点研究纵坡坡度和坡长的选择以及纵坡的组合形式。通过对故障工况的检算验证各设计方案的合理性,通过对旅速、能耗的分析确定各设计方案的适应性,从而得到城市轨道交通长大陡坡地段线路设计的最优方案。     

铁路纵断面最小坡段度

本文在“铁路线路相邻坡段坡度代数差值及列车纵向力的研究”基础上，采用列车纵向非稳态运动模型，通过数字仿真，计算列车以不同工况在不同线路纵断面上运动时产生的纵向力。研究纵断面连接中的最小坡段长度对列车纵向力的影响规律，据此对《铁路线路设计规范》中相关规定提出了修改建议。     

高速铁路纵断面短坡段设置的探讨

对高速铁路纵断面采用短坡段的车辆轨道耦合动力学理论分析及舒适度的时间效应分析，提出高速铁路纵断面设计不宜为连续设置短波段，建议修改完善《京沪高速铁路线桥隧站设计暂行规定》。     

市域轨道交通纵断面设计研究

研究目的:随着我国城市化进程的加快,城市空间不断扩展,为满足市区与郊区之间的客流集散,缓解城市交通压力,我国越来越多的城市都规划建设有市域轨道交通线路,在以往的市域轨道交通线纵断面设计中多参考城市轨道交通纵断面"V"型节能坡的设计理念。经过多年发展,城市轨道交通纵断面"V"型节能坡设计理念较为成熟,但由于城市轨道交通速度低、站间距小,而市域轨道交通速度高、站间距大,纵断面设计若采用节能坡存在埋深过大、区间排水泵站实施困难、地质变化大等问题,因此有必要基于市域轨道交通线路的特点,对纵断面设计采用"W""V"型坡进行研究比选,探索更为合理的设计理念。研究结论:本文通过"W"型坡与"V"型节能坡牵引计算图的对比分析,发现采用"W"型坡列车单位能耗在正常范围内,综合比选工程实施的经济性、安全性等方面,市域轨道交通纵断面设计中"W"型坡适应性更好:(1)"W"型坡的能耗与"V"型坡相比略有增加,但是区间埋深、排水泵房实施较合理;(2)采用"W"型纵断面能减少区间的埋深,对区间排水泵房及相关设施的实施有更好的安全及经济性;(3)本研究成果适用于市域轨道交通速度高、站间距大的区间纵断面设计。     

关于高速客运专线线路平、纵断面设计有关问题的探讨

目前基础速度目标值达350km／h客运专线的设计，主要参照《京沪高速铁路设计暂行规定》，本文拟结合实际参与的郑西、武广客运专线设计情况，就高速客运专线线路平、纵断面设计中，执行《京沪高速铁路设计暂行规定》存在的一些具体问题，提出探讨性的意见。主要内容包括：①线路平面设计中的最大曲线半径选用、缓和曲线长度及曲线超高设置；②线路纵断面设计中的最大坡度、坡段的连接、最小坡段长度；③平、纵断面组合设计中值得注意或应该考虑的因素等。     

轮对不对称磨耗对车辆动力学性能的影响

高速列车服役过程中,轮对的不对称磨耗对车辆的动力学性能有重要影响。文中采用多体动力学方法,建立车体动力学模型,通过仿真计算研究了轮对不对称磨耗对车辆动力学指标的影响,得出如下结论：随着轮径差的增大,车辆的稳定性、平稳性及曲线通过性能等都有不同程度的下降。因此,高速列车服役过程中应加强轮对状态检测,以保证列车运营的安全性。     

高速列车开关式横向半主动悬挂系统的理论与实践

阐述了半主动悬挂系统的原理,介绍了基于天棚控制原理的开关式横向半主动悬挂系统的研制过程。利用车辆系统动力学仿真分析软件UM分析了车辆系统采用半主动悬挂改善车体振动性能的结果,确定了半主动悬挂系统的时滞范围和车辆过曲线时车体离心加速度的滤波频率范围。针对样机进行了简化的台架试验。仿真计算和台架试验结果均表明,采用开关式半主动悬挂系统可以有效地维持和断开减振器所提供的阻尼力,从而提高横向运行平稳性指标。     

高速列车隧道内等速交会对车辆动力学性能的影响

基于风压载荷空气动力学控制方程,利用计算流体力学软件FLUENT,分析高速列车在不同线间距隧道内,以不同速度级等速交会时的车体表面风压和受到的气动力;将隧道内交会时受到的气动力以时程荷载的形式施加到车辆动力学模型中,分析其对各项车辆动力学性能的影响规律,并进行安全性和平稳性指标分析。结果表明:列车在隧道内等速交会时,头车所受的气动阻力、升力、横向力最大;高速列车表面所受的风压极值与速度的2.2~2.3次方成正比,所受的气动阻力、升力、横向力与速度的1.8~2.4次方成正比;隧道内高速交会对车辆安全性指标影响不大,仅在交会瞬间产生较大的车体横向振动,当运行速度达到400km·h^-1时各项安全性、舒适性指标均满足限值要求。     

车速和轨道半径对跨座式单轨车辆曲线通过性的影响

文章以多体动力学为基础,建立了跨座式单轨车辆的动力学仿真模型,仿真分析了车速、轨道半径对跨座式单轨车辆曲线通过性的影响.     

钢轨廓形优化对转辙器动力特性的影响研究

为提高列车高速直向过岔平稳性,将60N钢轨廓形及新设计的尖轨廓形应用于18号高速道岔转辙器部分,应用车辆-道岔耦合动力学理论,建立模型进行动力学仿真计算,与CHN60高速道岔转辙器动力特性进行对比。仿真计算结果表明:60N高速道岔转辙器部分轮载过渡段起点前移,轮载过渡时间增长;车辆直向经过道岔转辙器时的滚动圆半径差、轮对横移量和钢轨横向接触点外移幅值均减小,轮对蛇形运动幅度减小,行车平稳性得到提高;轮轨最大横向力由6.12 kN降低至4.75 kN,轮轨横向相互作用力减弱;车轮脱轨系数、车体横向加速度略有减小,轮轨垂向力、车轮减载率和车体垂向加速度变化不大,均在安全范围内。     

弹性车轮车辆临界速度及曲线通过性能分析

建立了弹性轮对车辆—轨道耦合系统动力学模型,对弹性轮对车辆—轨道耦合系统的临界速度及曲线通过性能进行了动力学仿真,并与刚性轮对车辆的计算结果进行了比较和分析。根据GB/T 5599—1985《铁道车辆动力学性能评定及试验规范》进行评价,结果表明,弹性车轮的临界速度及曲线通过性能均满足要求。     

高速列车车体断面优化数值分析

运用通用的流体动力学软件FLUENT计算了不同车体断面在20 m/s横风作用下受到的侧向力和倾覆力矩。结果显示:通过改变车体断面的几何参数可以达到改善列车横向气动稳定性的要求。     

高速机车车辆动力学模拟中的轮轨接触模型

为解决铁路实现高速化后严重加剧的车辆和线路状态恶化问题,必须从加强车辆—轨道系统动力学的 研究着手。迄今所发展的传统滚动接触理论仅适用于低频车辆动力学,且仅限于小蠕滑的情况。为适应高频车 辆—轨道系统动力学和大蠕滑的驱动动力学研究的需要,必须研究发展新的轮轨滚动接触力学。本文在对传统 滚动接触理论的发展作简要评述后,主要介绍并讨论了近期为配合铁路实现高速化而发展起来的新轮轨滚动接 触理论:高频非稳态滚动接触,非Hertz接触,有限元法,宏观滑动区域的接触模型及钢轨疲劳损坏机理等方 面问题。这些问题对铁路实现高速化的意义都是非常重大的。     

长沙南至机场中低速磁悬浮工程限界研究

为合理制定土建工程断面尺寸,保障行车安全,对长沙南至机场中低速磁悬浮工程限界设计进行深入研究。长沙南至机场中低速磁悬浮工程将限界划分为车辆限界、设备限界和建筑限界。从车辆、线路和轨道相关技术参数入手,详细阐述车辆限界、设备限界的计算因素和计算结果,并给出详尽的典型地段建筑限界图。长沙南至机场中低速磁悬浮工程已按期试运营,经实践检验,其限界设计安全、经济、合理,为后续同类工程提供强有力的技术支撑。     

青藏铁路大型设备运输车辆动力学性能分析

从青藏线的地理环境特点分析了可能影响车辆动力学性能的因素。通过对青藏线和兰新线上同一类车型的动力学性能试验数据对比分析,说明了青藏铁路线路条件对车辆动力学性能的影响;基于现有的试验数据资料,分析了不同气候条件下车辆动力学性能的变化特征。最后通过总结阐述了青藏线综合环境条件下铁路货车动力学性能的变化特点,并为可能进行的青藏线大件运输或大型军事装备运输的安全监测提出了建议。