铁道车辆系统曲线通过稳态解的延续计算

为了了解车辆从直线进入曲线时的力学行为，研究了车辆系统曲线通过稳态解(平衡点)．采用延续计算的DERPAR算法，使稳态解的计算从直线经缓和曲线到圆曲线能够一次连续完成，提高了计算效率．所求得的稳态解不含瞬态成分，能更明显地揭示系统参数对车辆的某些力学行为的本质影响，为车辆系统设计参数的选取提供理论依据．     

高速铁道车辆稳态曲线通过研究

高速铁道车辆通过曲线时,轮机作用力、抢重减载率、脱轨系数均较低 速车辆同类值高,同时轮轨磨耗加剧。本文村稳态曲线通过的研究,从 理论上给出了高速铁道车辆所能通过的最小曲线的半径、所需超高等, 同时给出了付车辆曲线通过性能有影响的几个参数,以确定最佳的悬挂 参数和结构参数。      

减轻独立轮轮对系统轮轨磨耗方法的探讨

采用独立轮轮对可以有效地降低车辆地板高度，目前在轻轨车辆系统中得到了重视与应用，但在通过半径很小的曲线时较大的轮轮磨耗又严重地影响了车轮和钢轨的使用寿命。通过模拟计算，本文提出了减轻独立轮对系统磨耗的几种方法，即适当的最小曲线半径、曲线通过速度、轨道润滑和车辆导向轮结构可以有效地降低独立轮对系统轮轮磨耗程度。     

双车道公路平曲线段径向加速度相关实验研究

车辆的径向加速度是车辆在弯道上行驶时驾驶行为的重要表征,通过对加速度的分析,可对驾驶员加速和刹车的行为进行定量描述.通过对双车道公路平曲线处的车辆运行车速现场进行行车实验,获得车辆转弯时的径向加速度,利用Matlab软件建立了车辆加速度与平曲线线形之间的数学模型.实验结果表明,平曲线处车辆行驶时的加、减速行为：车辆从直线进入到曲线时逐渐以较大的减速度减速至该圆曲线半径所对应的运行车速;当汽车离开曲线时,会适当加速至期望车速,然后做匀速行驶.     

山区公路平曲线半径值与行车速度之间的关系研究

通过选取山区某三级公路的某一路段为研究对象,该路段内含有不同半径大小的平曲线。采用动态GPS仪,现场测试车辆行驶的动态速度,并与路段内各种平曲线半径相对照,收集不同半径曲线段的线形资料及速度数据。通过对数据的分析整理,获得该三级公路平曲线半径与行车速度的回归模型,并利用运行速度理论分析该路段平曲线设计指标使用的恰当性和平曲线上实际行车状态的安全性。     

不同模式低地板车辆动力学及车轮磨耗分析

为降低70%低地板有轨电车的车轮磨耗,分析了刚性轮对与独立旋转车轮的导向机理,建立了拖车采用传统刚性轮对与拖车采用独立旋转车轮的两种车辆模型,计算了两种车辆模型在不同工况下的动力学性能,并根据Archard磨耗模型对比分析了两种模式下的车轮磨耗情况. 计算结果表明:车辆直线运行时,拖车采用刚性轮对的车辆稳定性及横向平稳性较好,车轮磨耗位置居中且磨耗量小于独立旋转车轮;车辆运行于大半径曲线时采用刚性轮对的车辆曲线通过评价指标较好,磨耗量较独立旋转车轮小;随着曲线半径的减小,采用刚性轮对的车辆曲线通过性能迅速恶化而采用独立旋转车轮的车辆各指标变化幅度较小,在半径为100 m及以下的曲线时,采用独立旋转车轮的车辆曲线性能更优且车轮磨耗小于刚性轮对,特别在曲线半径为25 m时,独立旋转车轮磨耗量仅为刚性轮对的60%左右,拖车采用刚性轮对的车辆在直线及大半径曲线时性能较优,拖车采用独立旋转车轮的车辆更适用于小半径曲线.      

独立车轮转向架车辆曲线通过性能分析

系统地分析了独立车轮转向架车辆的曲线通过性能，着重对独立车轮和传统轮对的磨耗状况进行了比较．研究表明：独立车轮转向架车辆具有良好的曲线通过性能，能以15km／h的速度通过半径为50m的曲线；且与传统轮对相比磨耗水平较低，适合在城市轻轨低地板车中采用。     

门架式转向架迫导向机构曲线通过动力学性能

为了预测安装了迫导向机构的100%ULF(tra low floor)低地板车辆的曲线通过性能,分析了门架式转向架的迫导向机构组成及其导向原理,推导了其导向参数的理论公式,建立了动力学模型,并通过计算机仿真详细分析了迫导向机构对车辆曲线通过性能的影响,对比分析了加装前后车辆的4个曲线通过性能指标.研究结果表明:加装迫导向机构后车辆的一、二位轮组轮轨横向力变化较小,脱轨系数也无明显变化,轮组冲角可以减少0.5左右,约减少60%,外轮磨耗指数减少量均超过了10 kN();在对加装迫导向机构后的车辆在不同曲线半径下的通过性能进行预测,当曲线半径大于100 m时,曲线通过性能较好,当曲线半径小于10 m时,转向架的各项曲线通过性能指标响应变得较为敏感,总体车辆在迫导向机构的作用下具有较好的小半径曲线通过性能.      

高速客车近导向转向架横向动力性能的研究

本文提供了一个高速客车迫导转向架的方案，并对此建立了横向动力学模型，研究高速客车迫导向转向架的稳态曲线通过性能及横向稳定性。本文探讨了该转向架对高速线曲线半径的要求，对迫导向机构参数的合理选择选择作分析。     

不同载荷工况下有轨电车动力学特性分析

针对山地城市曲线半径小,弯道多,坡度大等特点,为了让有轨电车顺利通过山地城市小曲线半径路况,笔者采用一种小轮径刚性轮对的三模块浮车型100%低地板有轨电车,借助多体动力学软件SIMPACK建立其动力学模型,并对该模型在空载和满载2种工况下进行动力学性能仿真实验。研究结果表明:有轨电车以80 km/h的速度通过不平顺的直线轨道时,具有良好的运行稳定性和平稳性;随着曲线半径的增大,车辆曲线通过性能逐渐变好,在通过最小曲线半径25 m时,各项曲线通过性能都能满足规定,能较好地通过小半径曲线;通过同一半径曲线时,空载工况下的各项曲线通过性能指标明显优于满载工况。     

多模块铰接式车体小曲线通过性能研究

对多模块铰接式车体的曲线通过进行了仿真分析与试验.分析了多模块铰接式车辆的架构和主要技术参数,利用MSC ADAMS多体系统动力学软件分析车辆在15 m最小平曲线半径、S型曲线及最小缓和曲线半径(R=200 m)爬坡(坡度13%)工况下结构运动自由度及结构部件之间的干涉情况,并计算铰接位置的相对运动转角;利用1:1的模型车进行曲线通过验证,确认车体满足车辆运行需求.将仿真分析与试验结果对比,确认仿真计算与试验情况相符.     

公路设计中圆曲线超高值的计算方法分析

车辆以一定的车速在圆曲线上行驶,车辆所产生的离心力由路面的横向力系数及超高来共同抵消,不同半径圆曲线对应不同的超高数值和横向力系数,横向力系数与圆曲线半径的倒数成非对称竖曲线关系.     

回头曲线路段的轨迹曲率特性和汽车过弯方式

为了明确山区公路回头曲线上的车辆轨迹特性和驾驶行为偏好,通过实车路试采集了自然驾驶习惯条件下回头曲线路段上的车辆行驶轨迹线和轮迹线-车道线的横向距离等参数,基于实测数据计算了轨迹曲率,分析了轨迹曲率与道路设计曲率之间的关系,确定了轨迹曲率变化模式,提出了轨迹等效半径的概念,研究了回头曲线路段的切弯行为和典型过弯方式. 研究发现:1） 回头曲线的入弯、弯中和出弯均可见严重的车道偏离. 2） 入弯时汽车在缓和曲线之前便已进入曲线行驶状态,出弯时车辆轨迹曲率在驶出缓和曲线之后的直线上降低至0,轨迹曲率的变化率要低于缓和曲线的曲率变化率;左转轨迹的曲率变化率要低于右转轨迹的曲率变化率. 3） 左转轨迹曲率的幅值回头曲线中部低于或者接近道路设计曲率,右转轨迹曲率则高于道路设计曲率. 4） 左转弯的轨迹等效半径要高于弯道设计半径,右转弯轨迹半径最小值和均值普遍则低于设计半径. 5） 驾驶人可以通过不同的切弯方式来实现回头曲线路段轨迹半径的增加和最大化,但需要侵占对向车道. 6） 驾驶人切弯时,左转弯的轨迹半径增量要高于右转弯的轨迹率半径增量,即车辆左转驶入回头曲线是更容易取得切弯效用;在大头线、平头线和小头线（转角分别大于、等于和小于180°） 3类回头曲线中,小头线和大头线上的切弯效果更明显.      

高速列车的稳定性

为了研究列车中各车辆在直线上和大半径圆曲线上的蛇行稳定性,建立了具有17个自由度的车辆系统非线性数学模型。模型中考虑了车钩力横向分力的作用,根据列车运行阻力确定各车辆(动车或拖车)的车钩力,其是列车速度和车辆在列车中位置的函数,列车编组共考虑了2M9T、3M8T和6M5T三种形式。应用牛顿一拉夫森达代法确定车辆系统的平衡位置,采用QR算法求解系统雅可比矩阵的特征值,并结合二分法搜索系统平衡位置失稳时的临界速度。通过计算得知,在直线上列车中各车辆的临界速度相差不大,但在曲线上有一定的差别,车辆在曲线上的临界速度要低于直线上的临界速度,曲线半径越小,其临界速度越低,因此进行曲线上的临界速度计算时,必须考虑车钩力的影响。     

有轨电车接触网小曲线半径软定位理论研究

针对有轨电车接触网岔区小曲线半径软定位这一技术难题,开展了理论研究。通过构建一系列数学模型,改变接触线夹角及软定位组件长度等方式,对有轨电车小曲线半径接触线进行理论统计分析。通过对计算结果的统计分析,表明小曲线半径接触线向上提升力与接触线夹角和组件长度成反比,对有轨电车接触网小曲线软定位施工有很好的理论指导意义。     

摆动式货车转向架弹簧托板刚度对其动力学性能的影响

为分析弹簧托板的形式对摆动式转向架货车动力学性能的影响,利用有限单元法将弹簧托板等效为一根弹性梁,根据Hook定律得到弹簧托板与摇动台的连接刚度,通过改变弹簧托板的半径,得到不同半径下弹簧托板与摇动座的连接刚度。运用多体系统动力学原理,考虑车辆各个部件的连接和接触关系,建立整个车辆的多体系统动力学模型,通过对比不同弹簧托板半径下车辆的各主要动力学性能指标,得到较为合适的弹簧托板半径。综合对比不同弹簧托板半径下的车辆动力学分析结果得出,随着弹簧托板半径的增大,车辆的临界速度减小,车体横向平稳性增加,而车辆的运行稳定性指标出现波动,当弹簧托板半径为10m时,车辆的各主要动力学性能较好,其对车辆的动力学性能影响较小。     

高速公路转弯匝道雨天小客车行车安全性及限速研究

为提升高速公路转弯匝道雨天行车安全,提出一种基于路段线形、行车速度、降雨影响的小客车行车安全性量化方法.面向人-车-路协同,基于CarSim建立行车仿真模型,以最大侧向偏移量、峰值反应时间、过渡反应时间为安全评价指标,采用单因素实验法分析雨天场景下圆曲线半径、超高、纵向坡度以及车辆目标速度对转弯匝道行车安全性的影响.结果表明:匝道行车安全性与圆曲线半径正相关,与目标速度、纵向坡度绝对值负相关;车辆速度较小时,过大超高将导致侧向偏移量增加,危害行车安全;坡度、圆曲线半径、超高、车辆目标速度对行车安全性的敏感度分别为0.67,0.92,0.99,0.99.最后,运用MATLAB多元回归,建立了转弯匝道小客车雨天行车安全度量化模型,获得了最大侧向偏移量与行驶速度的量化关系,并提出安全及限速建议.     

公路平曲线半径可靠性设计理论与方法

将车辆运行速度、路面摩擦因数作为随机变量,分别构建了基于质点模型与考虑车辆侧倾作用的侧滑失效功能函数,分析了曲线路段行车安全可靠性。计算了《公路工程技术标准》(JTGB01—2003)中规定的各极限最小半径下发生车辆侧滑的概率,并通过改变路面摩擦因数和车辆运行速度,对比研究了2种不同功能函数下的行车失效概率,提出了公路平曲线半径的可靠性设计流程。研究结果表明:考虑车辆侧倾作用计算的侧滑概率明显高于由质点模型计算出的侧滑概率;在同样道路环境下,卡车发生侧滑的概率会大于轿车;公路平曲线设计将车辆简化为质点,忽略侧倾作用以及车型间差异会导致对卡车行驶安全不利。     

高速客车迫导向转向架横向动力性能的研究

本文提供了一个高速客车迫导向转向架的方案,并对此建立了横向动力学模型,研究高速客车迫导向转向架的稳态曲线通过性能及横向稳定性。本文探讨了该转向架对高速线路曲线半径的要求,对迫导向机构参数的合理选择作了分析。      

我国重载货车转向架曲线性能对比仿真

为比较我国研制的27 t轴重侧架交叉支撑转向架和副构架径向转向架的低动力作用性能,基于车辆-轨道耦合动力学理论和两种转向架的具体结构,分别建立了车辆-轨道耦合动力学模型,应用车辆与线路最佳匹配设计方法,对两种转向架的曲线通过性能进行了仿真计算,并以轮对摇头角、轮轨横向力和轮轨磨耗功等参数与传统转向架进行了对比分析. 仿真结果表明:在曲线半径小于800 m 线路上,相对传统转向架,两种转向架能有效降低轮轨动力作用,且副构架径向转向架降低轮轨磨耗更具优势;但随曲线半径增大和受线路不平顺影响,径向转向架的径向作用会逐渐弱化;当曲线半径超过1 000 m后,两者的轮轨磨耗基本相当,即利用径向转向架来降低轮轨磨耗的效果不明显.