重载货车轴重与速度匹配关系研究

基于重载货车轨道耦合动力学模型,采用机车车辆与线路最佳匹配设计方法,进行货车轴重与速度的匹配研究.结果表明:25,27,30和40t轴重重载货车容许通过轨道低接头的速度应分别小于110,100,90和60km·h-1;40t轴重重载货车以60km·h-1速度在直线线路上运行时,其轮轨垂向力为249.6kN,非常接近英国铁路250kN轮轨垂向力的限值;在我国现有以60kg·m-1轨为主的干线铁路上开行30和40t轴重重载货车,对轨道结构的破坏比现有低轴重货车严重得多,但开行27t轴重重载货车是可行的;40t轴重重载货车在600m半径的曲线轨道上以40～120km·h-1速度运行时,轮轨垂向力最大值超过了英国铁路的250kN轮轨垂向力限值,轮轨横向力最大值非常接近我国《铁道车辆动力学性能评定及试验鉴定规范》所规定的77.80kN容许限值,另外轮轨磨耗功非常大,因此40t轴重重载货车还不能直接应用于我国现有60kg·m-1钢轨的轨道.     

40t轴重货车轮轨动力特性分析

基于车辆-轨道耦合动力学理论,根据40 t轴重货车结构特点,建立了重载货车车辆-轨道耦合模型,并对不同线路谱和速度下40 t轴重货车的轮轨动力特性进行了仿真分析。     

30t轴重12号重载道岔交叉渡线轮轨力学行为及安全性研究

30 t轴重重载道岔已在山西中南部通道正线上投入使用,但对配套重载交叉渡线的研究尚属空白。基于车辆-道岔耦合动力学,采用多体动力学分析软件SIMPACK建立30 t重载货车-12号交叉渡线动力仿真模型,分析重载列车过岔方式、过岔速度及轨底坡设计对行车安全性的影响,为30 t轴重重载铁路交叉渡线的设计提供合理建议。     

30 t轴重条件下轨道几何不平顺限速管理值研究

结合朔黄铁路开行KM96型30 t轴重重载列车试验,应用车辆-轨道耦合动力学理论和SIMPACK多体动力学软件,建立30 t轴重货车车辆仿真模型,研究不同轨道几何不平顺条件下的列车动力性能以及运营安全性能。基于国内铁路开展的30 t轴重列车动力性能试验,设置高低和轨向2种类型的轨道不平顺,结合现场测试结果对仿真模型进行了验证与优化,进而分析了30 t轴重重载列车在不同不平顺波长下的动力学响应,得出了轨向、高低、三角坑等轨道不平顺指标的敏感波长。研究列车在敏感波长为10 m时,直线、曲线上单项以及逆向复合不平顺条件下的动力学响应,结合30 t轴重列车运行安全性能指标的变化趋势,提出了30 t轴重条件下重载铁路轨道几何不平顺的限速管理值,其中高低26 mm,轨向22 mm,水平26 mm,三角坑18 mm,逆向复合不平顺19 mm。     

35.7t轴重重载铁路轨道关键设计参数研究

我国面临着发展重载铁路和承担海外重载铁路的设计任务,美国、加拿大、澳大利亚等国重载铁路的轴重普遍达到35.7 t,结合海外项目,以35.7 t轴重货车为例,对此轴重条件下的轨道结构主要设计参数进行研究。轴重的提高对重载铁路轨道部件提出更高的要求。采用商业有限元软件ANSYS,建立轨道-路基系统有限元模型,主要研究钢轨类型、轨下垫板刚度、道床状态、路基基床参数对35.7 t轴重货车的轨道结构静力学特性的影响,为轴重35.7 t轨道结构的关键参数选取提供建议。     

40 t轴重重载铁路线路平断面参数研究

研究目的:结合海外项目的工作经历,研究各个国家重载铁路的技术标准,并进行对比分析,分析出各参数取值范围,基于车辆-轨道耦合动力学理论及UM多体系统动力学软件,建立40 t轴重货车模型、货车用钩缓装置模型以及连续弹性单层离散点支撑模型,深入分析在不同运行工况下,各平纵断面参数对货车运行性能的影响规律,并根据计算结果对各参数的取值限值提出合理建议。研究结论:通过仿真模拟分析可知,40 t轴重重载铁路平面参数如下:(1)平面曲线超高参数:欠超高值不超过50 mm,过超高值不超过20 mm,实设超高不超过115 mm;(2)最小曲线半径一般为800 m,困难采用650 m;(3)缓和曲线长度采用美国标准规范标准,即Ls=0. 74×h;(4)该研究成果可为轴重40 t以下的重载铁路平面参数取值提供理论依据。     

运煤专线开行重载列车提高轴重影响因素的分析和建议

根据大秦线采用轴重25 t专用货车(C80型)列车编组200辆,成功开行2万t列车,年运量达到3.5亿t的成功经验,通过了解国外发展铁路重载运输采用大轴重车辆提高运输效率公认的事实,结合我国铁路货车轴重的发展,提高轴重对提高铁路运输效率起到的重要作用进行归纳、总结,提出铁路运煤专线采用大轴重货车提高运能条件十分优越,通过调查分析、计算对提高轴重开行重载列车影响因素进行研究并提出建议。     

32.5t轴重货车作用下重载铁路轨道的合理刚度

针对以往轨道刚度计算方法只能得出轨下垫板静刚度的取值范围或下限值,而不能确定轨道整体刚度的问题,运用大型轮轨动力学软件NUCARS建立32.5t轴重货车—轨道系统耦合动力学模型,采用动力敏感系数分析方法,通过分析轨道结构各种部件刚度组合情况下的车辆、轨道系统动力特性,研究32.5t轴重货车作用下重载铁路轨道的合理刚度。结果表明:钢轨垂向位移、道床压力和垫板压力对垫板刚度较为敏感;轨枕垂向位移、轨枕垂向加速度、道床压力对道床刚度较为敏感;以轨道动力特性的综合效应最小为目标建立目标函数,筛选得出32.5t轴重货车作用下重载铁路轨道结构的部件刚度最优匹配方案是轨下垫板刚度为140kN·mm-1,道床刚度为150kN·mm-1;最优部件刚度匹配方案所对应的轨道结构整体刚度为82kN·mm-1。     

我国重载铁路技术取得新突破

<正>自2014年7月开始,铁路部门在新建山西中南部铁路通道长子南至平顺站间,成功开展30 t轴重重载铁路综合试验,标志着我国重载铁路技术取得新突破。重载运输是国际公认的铁路货运发展方向,而货车轴重代表着重载铁路发展水平。目前,我国铁路货车普遍采用23 t轴重。近年来,为了加快发展重载运输,铁路部门通过自主创新,成功研发了     

重载铁路车轮磨耗和滚动接触疲劳研究

基于车辆动力学、非Hertz轮轨滚动接触理论和Archard磨损模型建立车轮磨耗预测模型.利用该模型和安定图对重载铁路车轮磨耗和滚动接触疲劳性能进行定性分析.在数值计算中,主要考察轴重为25 t和30 t货车的车轮硬度对车轮磨耗和滚动接触疲劳性能的影响.研究表明,轮轨间高应力水平的出现频次、车轮磨耗和疲劳破坏的几率随着轴重的增加而增大;随着硬度的增加,车轮磨耗和疲劳破坏现象得到改善.结合国外重载铁路轮轨匹配经验,建议轴重为30 t车轮的硬度大于340 HB.     

山西中南部铁路通道发鸠山隧道改线方案动力学优化

依托山西中南部铁路通道工程,建立车线系统动力学模型,选取典型区段线路设计方案进行全面的动力学评估。以发鸠山隧道改线方案原设计和优化后设计的线路平纵断面参数作为线路条件,对比30 t货车和客车通过时的动力学性能指标,给出适用于30 t大轴重的重载铁路圆曲线半径建议值,可供未来重载铁路线路设计参考。     

既有铁路重载化改造通道规划模型研究

研究目的:随着大批客运专线相继投入运营,既有线的运输能力将得到一定程度的释放,对既有铁路进行有计划、有选择的技术改造,开行重载列车,能够充分利用既有设备条件,节约资金投入,大幅度增加线路输送能力,提高铁路劳动生产率,降低货物运输成本.研究结论:本文阐述了我国重载路网的发展规划情况,提出了重载运输通道规划所应遵循的原则.以铁路部门收益最大为目标函数,以线路通过能力和投资金额上限为约束条件,建立基于径路的重载线路投资决策与货流分配模型,并介绍求解方法.本模型的建立使重载化改造的决策依据由定性化转为定量化,从而使决策更加科学合理.     

25 t轴重重载货车车轮强度分析

根据UIC和欧洲EN的有关标准确定车轮的机械载荷及载荷工况,考虑到轮轴过盈配合,计算了25 t轴重重载货车磨耗到限车轮的应力,并对该车轮进行了静强度和疲劳强度评定。计算结果表明,在机械载荷作用下,25 t轴重重载货车磨耗到限车轮的静强度和疲劳强度均满足设计要求。     

既有线开行 27t 轴重货车减速顶调速系统的分析

随着我国重载运煤通道建设和客货分线的实现,车辆大型化、轴重逐步提高是我国铁路车辆的发展方向,也是重载运输的必由之路.通过对重载货车的简要介绍、减速顶调速系统设计和减速顶调速设备的研究,分析开行27t轴重货车对既有编组站减速顶调速系统的影响,并提出了相应解决措施,从而适应重载车辆的溜行要求.     

轴重40 t重载铁路路基基床结构设计技术探讨

针对大轴重货运车辆轴距小的技术特点,分析重载铁路路基承受列车荷载的空间分布规律;基于列车荷载引起路基累积变形效应区沿深度的变化机制,讨论主要承受列车荷载的基床结构与路基填料之间的相互影响关系;根据工程设计的强度、变形、长期稳定性控制要求,探讨40 t超大轴重下基床结构的设计方法。研究表明:提出的“4Z1800/2400”四轴标准轴型荷载模式能较好反映超大轴重列车荷载的路基应力叠加效应;建立的路基累积变形效应不超过基床厚度的设计方法,综合考虑了荷载与填料多因素的影响,是对单因素应力比值法的完善。以累积变形处于缓慢收敛状态的长期稳定性为主控因素,提出轴重40 t重载铁路路基基床层状结构设计指标建议:基床厚度3.5 m,对应基床以下路基K30不低于110 MPa/m;基床表层采用级配碎石强化,厚度0.7 m,要求基床底层K30大于等于130 MPa/m。     

浅析鄂尔多斯地区重载铁路线路方案研究

发展重载铁路运输,当前己被世界各国视为增强运输能力,提高运输效率和增加效益的重要途径。通过对鄂尔多斯地区重载铁路线路方案研究,参考各国重裁线路的设计参数,结合我国重载铁路的实际情况,根据鄂尔多斯地区货物种类及流向,地形及地质情况,对我国的重载线路方案提出建议。     

中国铁路重载货车关键技术和可靠性评价

中国铁路重载货车立足于高起点、高标准,积极创新．研发了满足中国特有使用条件的载重80t铝合金、不锈钢运煤专用敞车,以低动力转向架、车体轻量化等核心技术为依托,建立了中国铁路重载货车技术平台和标准体系,深入开展基础性和可靠性研究,全面应用重载货车性能仿真分析、试验台试验和线路综合性试验等方法,形成了中国铁路重载货车可靠性评价体系。