列车脱轨的力学机理与防止脱轨理论

论证了：1)现行脱轨系数Q/P及轮重减栽率△P/Po的限值不能防止脱轨的根本原因是在于它们不能控制列车实际的Q/P与△P/Po不超过规定限值;2)列车脱轨的力学机理是列车桥梁(轨道)时变系统的横向振动丧失稳定,只要此系统横向振动是稳定的．列车车轮就不会脱轨掉道。提出了判别此系统横向振动是否稳定(即列车是否脱轨)的此系统抗力作功增量与输入能量增量准则。深入论述了：1)国内外此系统振动计算理论在计算模型、激振源、随机分析3个方面存在根本问题;2)列车脱轨能量随机分析理论。列出了12例列车是否脱轨的计算结果,所有对应于有实践结果的算例,其计算结果都与实际情况相吻合．     

列车脱轨机理与脱轨分析理论研究

在分析国内外脱轨研究现状的基础上，总结出脱轨研究中存在如下主要问题。（1）现有预防脱轨标准对实际列车脱轨没有控制作用。（2）不明原因列车脱轨机理不明确。（3）列车脱轨计算存在3个根本问题：①列车-轨道（桥梁）时变系统振动方程组的建立与求解未满足轮轨位移衔接条件；②仅以轨道横向不平顺作为列车-轨道（桥梁）时变系统横向振动的激振源，未考虑根本激振源——轮轨接触状态的影响；③仅以轨道不平顺的随机性和按时不变系统随机振动分析理论，     

列车脱轨研究最新进展

从脱轨原因、脱轨评判标准、脱轨试验及脱轨分析等4个方面对国内外脱轨研究进行了简要历史回顾.在此基础上,总结了近20年来国内外研究者在脱轨研究方面取得的进展.中南大学列车脱轨研究组在近10年的研究中,提出了一套全新的列车脱轨分析理论,取得了突破性进展及实质性的应用成果,对此进行了简单介绍.最后对脱轨研究需进一步进行的工作提出了作者们的一些观点.     

列车脱轨原因初探

研究列车脱轨的评定指标，分析引起列车脱轨的多种因素，并阐述了列车脱轨的薄弱环节，提出了防止措施，为强化列车运行安全提供参考。     

直线货物列车脱轨过程计算

首先指出了国内外脱轨研究中存在的主要问题，提出列车脱轨能量随机分析方法，运用列车－轨道时变系统空间振动分析理论及此种能量随机分析方法，对直线货物列车脱轨过程进行了计算，计算结果与实际线路工况下货物列车脱轨试验结果吻合。     

铁路钢板梁桥上货物列车脱轨全过程仿真

基于列车脱轨能量随机分析理论,提出了桥上列车脱轨全过程的计算方法。根据此方法,对我国京山线老滦河桥及京广线黄河桥等2座钢板梁桥上的货物列车脱轨全过程进行计算,得出列车脱轨时的车-桥系统振动响应。研究结果表明:列车脱轨时,脱轨系数、轮重减载率及桥梁横向振幅都非常大,远远超过规范规定值;脱轨时间非常短,约在0.2 s以内。与有关文献研究结果一致。该方法对于桥上列车脱轨事故再现及预防具有一定现实意义。     

双块式无碴轨道高速列车脱轨控制分析

针对双块式无碴轨道结构特点,提出一种新的双块式无碴轨道空间振动分析模型,进一步建立高速列车一双块式无碴轨道系统空间振动分析方法。然后,基于列车脱轨能量随机分析理论,对高速列车-双块式无碴轨道系统横向振动稳定性及高速列车是否脱轨进行了评判。计算结果表明：高速列车以300km／h速度在双块式无碴轨道上运行时,车轨系统横向振动是稳定的,列车不会脱轨,且具有n=2．143的抗脱轨安全系数。     

地铁列车脱轨防护装置方案

[目的]在自然灾害、车辆或轨道关键部件失效、外部冲击等不可预知的复杂状态下,地铁列车仍有可能会发生脱轨。因此,对列车被动脱轨防护装置方案的研究十分必要。[方法]建立地铁列车多体系统动力学非线性仿真模型,采用典型的车轮踏面外形和典型钢轨外形匹配,根据地铁列车运行的线路特点,提出地铁列车脱轨防护装置的三种方案,对其进行了低速运行条件下的脱轨工况仿真。针对仿真结果,综合考虑防二次爬轨脱轨的效果、安装部位的强度,以及脱轨后铁轨与脱轨防护装置发生碰撞而对车辆造成的损害,提出了在构架下端安装防脱轨横向止挡作为脱轨防护装置的方案。针对该地铁列车脱轨防护装置,进行了动力学仿真分析,并与无防护装置工况进行对比。[结果及结论]地铁列车脱轨防护装置具有明显的防脱轨效果,且具有一定的可行性。地铁列车脱轨防护装置动态包络线符合某地铁线路的限界要求,不会影响列车正常行驶,可以进行工程应用。     

桥上列车脱轨的力学机理、能量随机分析理论及其应用

总结了国内外现有桥上列车脱轨研究中的主要问题。基于物理概念，提出了桥上列车脱轨的力学机理，进一步提出了桥上列车脱轨能量随机分析理论，其主要内容包括：列车脱轨几何准则；能反映轮轨接触状态及相对位移的列车桥梁时变系统空间振动方程组的建立；此系统横向振动激振源的确定；此系统随机横向振动的计算方法；评判列车是否脱轨的能量增量准则。计算了6个桥上列车是否脱轨实例，计算结果均与实际符合，证明这个理论有一定正确性。     

桥梁横向刚度对列车走行安全性的影响

结合发生过脱轨事故的桥梁,定性分析了桥梁横向刚度对列车脱轨的影响。进一步运用列车脱轨能量随机分析理论,对比分析了老滦河桥上、下行线上的列车走行安全性,分析了增大钢板梁主梁中心距对提高桥梁抗脱轨能力的影响。分析结果表明,桥梁横向刚度不足是引起桥上列车脱轨的主要原因。最后提出,预防桥上列车脱轨的根本途径是使桥梁具备满足行车安全需要的桥梁横向刚度,即加固可能发生脱轨事故的既有线桥梁,或对拟建桥梁制定预防列车脱轨的桥梁横向刚度标准。     

智能型电动脱轨器系统方案设计

为提高货车列检技检车辆有效时间利用率,将电动脱轨器更新改造为智能型电动脱轨器。重点介绍智能型电动脱轨器的方案设计、工作原理和关键技术等内容。     

预防列车脱轨措施及抗脱轨安全系数N的计算理论

基于列车脱轨能量随机分析理论,指出预防直线提速货物列车脱轨的根本措施在于一方面要提高列车轨道(或列车桥梁)系统脱轨抗力作功σc,另一方面要降低此系统的输入能量σp,并对此进行了理论分析.同时还提出了预防脱轨的轨道参数改善方法及改善轨道参数后此系统抗脱轨安全系数N的计算方法,以确保直线段提速货物列车的正常运行,不会脱轨.最后还提出了现场行车试验验证方法,以鉴别上述计算理论的可行性.     

铁道车辆脱轨检测装置的设计

概括介绍了国内外铁道车辆脱轨检测现状,以及铁道车辆脱轨检测装置的技术方案、工作原理、研制过程及其应用情况。     

防止脱轨的新策略

介绍了防止脱轨的有效策略，并着重对脱轨原因分析方法以及技术进步对脱轨原因调查所起的积极帮助作用等进行了阐述。运用实践证明，早期发现是防止脱轨的关键，而一个具有系统性的总体方案，以及具有责任心的专业人员或专业队伍，则是成功的脱轨原因查找及其改进方案的根本所在。     

一起脱线事故的分析方法

某日8时23分驼峰场办理39059次车自峰1全场溜放，第1钩16节车计划去Ⅲ部位26道。当这16辆车溜至323^#道岔（站场情况详见图1）时，8：32：08．30自动控制系统下达335^#道岔反位→定位的命令（DCJ↑FCJ↓），8：32：08．85反位表示继电器落下（FBJ↓）。但是经过0．95s，335#道岔的定位表示继电器（DBJ）并没有吸起，表明道岔未转换至定位，8：32：09．00控制系统发出道岔恢复报警，随后发出使335^#道岔回转的命令（FCJ↑DCJ↓），将335^#道岔转向反位。在道岔转换的过程中，8：32：12．86该车组进入335区段（335DGJ↓），此时335^#道岔的DBJ、FBJ均在落下位置。[第一段]     

轮对稳态脱轨准则的研究

通过进行轮对的受力分析，导出了轮对临界脱轨的两个准则，一个为假设轮轨间出现摩擦滑动的经典脱轨表达式，另一个为考虑轮轨间蠕滑力效应的近似解析表达式。实例计算表明，经典方法的计算结果比近似解析方法保守，采用本文提出的解析表达式进行脱轨的判断更为合理。通过计算还得知，减小轮轨摩擦系数、增大轮缘角和减小轮对冲角有利于防止脱轨的发生。     

日常监控脱轨系数的方法

介绍了采用非接触式位移传感器代替测力轮对,测试脱轨系数的方法。     

改进车辆脱轨表示器显示方式探讨

为保证车辆检修人员的作业安全。在站内车辆检修场作业线路的两端来车方向的左侧钢轨上，设有脱轨器和脱轨表示器，并留有20m以上的防护距离，防止机车或车辆撞压脱轨器脱轨后不致撞击停留的检修车辆。     

列车脱轨事故重复发生的反思与对策

通过对空货车在直线地段重复发生脱轨事故的原因、教训分析与反思，提出了预防和减少事故损失的对策及事故救援的新思路。     

防止货车空车脱轨的分析与对策

车辆脱轨大多数情况是多种因素综合作用的结果。重量的差异是空重车最根本的差异,而它对车辆最直接的影响是造成摇枕下弹簧的静挠度的差异。空重车辆载重的不同导致弹簧挠度的差异,造成了同一车辆在空车和重载时运行性能的不同。从转向架的角度来考虑,评定抗脱轨安全性的指标主要有脱轨系数和轮重减载率两项指标,脱轨系数临界值越高,脱轨的可能性越小;根据GB5599-1985规定,轮重的减载(ΔP)与线路状态如轨距、高低、水平有关,也与车辆的状况有关,减载越大,越容易脱轨。通过分析货车空车车辆在直线线路上的动态性能、线路状态、车辆编组、环境温度等因素对货车空车脱轨的影响,得出合理结论,提出防止货车空车脱轨的措施。