连挂车辆几何曲线通过计算

采用车辆动态包络线计算方法,得到车体在转向架中心销位置的横向和垂向偏移量。采用几何计算结合绘图法,得到车辆通过不同曲线时的姿态。以前后两车间车钩长度为变量,迭代得到设定的车钩长度,从而确定并绘制出前后连挂车辆的姿态。得到车钩摆臂角、风挡折角等参数,通过作图法可以得到车间连接件的姿态以及车间距离。分析了车辆连挂状态通过圆曲线、S型曲线等工况下,车辆处于曲线不同纵向位置时,最大车钩摆臂角及极限车间距。从分析结果可见,在相同的曲线半径下,车辆连挂通过圆曲线时达到车间极限距离;通过S型曲线时达到车钩最大摆臂角。车辆在曲线上的纵向位置对车间连接姿态影响很大。     

13号车钩上锁销复位不良对防跳作用的影响

随着货车提速重载的发展，车辆在运行中纵向力和垂向力加剧，导致13号车钩自然分离问题十分突出。通过进行事故调查并结合检修实践，发现上锁销复位不良是造成13号车钩自然分离的主要原因之一。当上锁销复位不良时，如图1(a)所示，上锁销止挡与上锁销孔上平面未全部接触，剖开车钩头部，可见上锁销杆头部脱离防跳台，车钩失去防跳作用；当上锁销止挡与上锁销孔上平面完全接触时，如图1(b)所示，上锁销复位良好剖开车钩头部，可见上锁销杆头部正好处于车钩防跳台的下面，车钩具有防跳作用。     

钩缓装置碰撞及坡道救援仿真动力学性能分析

以某城轨车辆用车钩缓冲装置为例,介绍了其结构组成,通过动力学仿真计算软件,建立了多编组列车模型,并进行列车的碰撞及坡道救援仿真分析,最终得到了车钩缓冲装置在碰撞及坡道救援过程中的作用力、缓冲器变形量及其变化规律。计算结果表明在碰撞过程中,碰撞连挂面的车钩力及缓冲器变形量最大,沿列车纵向向两端面不断减小,车钩缓冲器、压溃管、防爬器依次逐级吸收冲击能量;在坡道救援工况中,制动速度对车钩缓冲装置的动力学性能基本无影响,增加车辆载重,其制动过程中车钩作用力变大,缓冲器行程增大。     

2万t重载列车纵向动力学及其曲线通过安全性研究

针对重载列车在平直道路上纵向力的作用情况及各个力的特征进行研究,提供了不同工况下列车纵向车钩力的计算方法,计算了紧急制动工况下的车辆车钩力.建立了由车钩连接的3节货车多自由度动力学计算模型,并将之前仿真计算所得车钩力加载至动力学计算模型,对列车曲线通过安全性做了研究分析,对目前重载长大列车在紧急制动状态下的曲线通过性能有一定的预测作用.     

客运专线变坡点对普速客车运行安全性的影响

应用多体动力学软件UM建立了20辆编组的25T型普速客车三维耦合列车系统动力学仿真模型,考虑了车钩缓冲装置及车端摩擦阻尼,通过线路试验数据对仿真模型进行验证。应用铁科院自主研制的列车纵向动力学仿真软件建立25T型普速客车的纵向动力学仿真模型。通过列车纵向动力学仿真模型和三维耦合列车系统动力学仿真模型的联合求解计算,分析列车通过客运专线相邻坡段坡度差较大的变坡点时车钩力、车辆动力学响应的变化。研究结果表明:凸形变坡的纵向拉钩力大,凹形变坡的纵向压钩力大。对于凹形变坡线路,下坡制动产生较大的纵向压钩力对车辆动力学响应影响较大。对于坡度差30‰的凹形变坡线路,列车以160 km/h通过变坡点时的动力学性能指标明显增大,乘坐舒适性较差;当运行速度减小到120 km/h时,车辆的脱轨系数、轮重减载率、车体横向振动加速度和垂向振动加速度均减小约25%。     

列车纵向-垂向碰撞动力学耦合模型建模与研究

为研究列车碰撞响应机理,基于多体动力学方法,建立包括轨道子系统、轮轨关系子系统、车钩缓冲器-防爬器子系统以及车辆子系统的列车纵向-垂向平面碰撞动力学模型。轨道子系统中将钢轨假设为离散点支撑的Timoshenko梁;轮轨关系子系统考虑了大蠕滑情况下轮轨切向力的计算;钩缓-防爬器子系统中考虑了车钩和防爬器转动以及动态因素对吸能特性的影响;车辆子系统中考虑了车端点头运动和吸能变形模式以及悬挂系统的非线性特性影响。采用显示数值积分方法,编制了该耦合系统的动力学仿真程序,并进行时域求解。将数值求解结果与有限元仿真和试验结果进行比较,验证了列车纵向-垂向碰撞动力学耦合模型的正确性。论文研究成果为进一步研究车辆主要结构参数对碰撞性能的影响规律、改善列车碰撞动力学行为以及新型耐撞性车辆设计提供了理论依据和仿真手段。     

车钩间隙对200km/h速度等级客运列车纵向冲动的影响

利用Simpack动力学软件建立了客运列车模型,通过仿真计算分析了车钩间隙对200 km/h速度等级客车纵向冲动的影响.在车钩间隙从0～5 mm变化时,分别计算了没有纵向冲击时车体的纵向振动加速度、主振频率,及有纵向冲击时车体振动加速度和车钩缓冲器行程.计算结果表明:车钩间隙是车体受到纵向冲击后产生较大纵向振动加速度并持续振动的根源,车钩连挂间隙变小不仅可以降低车体的纵向加速度,还可以使纵向振动加速度的收敛性更好.     

货物列车动力学性能评定标准的研究与建议方案(续完)——轮轨垂向力及车钩力的评定标准

为了满足我国铁路货物运输重载化发展应用需要，提出在《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》中增加轮轨垂向力及车钩力评定标准的建议，并具体给出了轮轨垂向力和车钩力评定标准的建议方案，实施细则说明其增加依据。     

中,高速铁路车辆端部悬挂系统优化及仿真

通过建立一个５节车编组的车级的垂向振动仿真计算数学模型的仿真计算，获得并分析了分别由粘性的库仑摩擦两种阻尼及线性弹簧构成的车间垂向悬挂系统以及车间纵向阻尼对垂向振动性能的影响，提出了主要特性参数的优选范围，适用于中、高速车辆的车间悬挂系统的设计和改进。     

大秦线2万t重载组合列车车钩受力分析及应用研究

在大秦线2万t重载组合列车中部从控机车车钩和车辆车钩受力测试试验的基础上,对大量试验数据进行分析,发现2万t重载组合列车中部从控机车车钩纵向力、横向力与车钩偏转角的关系,以及车辆间车钩受力的规律,提出解决中部从控机车轮轨横向力和减小车钩损耗的措施。     

货车装载工况对车辆通过小半径曲线时的垂向平稳性影响

将货物、车体和摇枕作为1个系统,基于弹簧悬挂装置垂向受力的变化,提出货车垂向平稳性评价指标。运用建立的货车在曲线上运行时的垂向平稳性模型,以C64k敞车为例,研究4种典型装载工况下重车重心高、货物重心横向和纵向偏移量与货车通过小半径曲线时垂向平稳性的关系。研究表明:用作用在每个弹簧悬挂装置的垂向载荷变化判定货车运行的垂向平稳性,可更直观描述货车装载工况对车辆垂向平稳性的影响;对货车的垂向平稳性影响以货物重心的纵向偏移量最大,而重车重心高度的影响最小;计算结果为确定合理的重车重心高度以及货物重心横、纵向偏移量的限制值提供了科学依据。     

长大列车空车制动作用的安全性分析

根据长大货物列车尾部脱轨问题的特点，应用列车操纵模拟程序计算在不同列车编组条件和低速紧急制动工况下可能发生的纵向压缩力，并根据列车纵出和垂向动力学的理论计算，从货车车辆失稳的临界压缩力，抗脱轨稳定性的安全系数和车体心盘向上的垂直位称３方面分析说明了紧急制动作用导致货车脱轨的作用原理和预防措施。     

铁道车辆通过水平曲线时车钩最大偏移角的分析

针对TB/T 1335—1996《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》中铁道车辆通过水平曲线的校核问题,推导出车辆由定圆曲线向与之相切的直线运行时车钩最大偏移角计算方法。分析出当校核车辆车钩偏移角最大时计算车辆在S形曲线上的确切位置。     

轨道车辆一系转臂式定位的合成刚度分析

为计算轨道车辆转臂式定位结构各向刚度,建立了转臂式定位结构的一系垂向、横向和纵向力学模型,同时利用受力关系、几何关系以及能量守恒推导了一系横向、垂向和纵向合成刚度的计算公式,并试验验证了各向合成刚度计算结果的准确性。结果表明,一系垂向和纵向合成刚度的试验与计算结果相吻合,一系横向合成刚度偏差较大,但通过改进工装可进一步提高试验精度。     

长大货物列车智能型电控空气制动动力学性能分析

针对货物列车智能电控空气制动系统，首先进行一维纵向动力学分析计算，然后取出列车中纵向力量大的车辆，并结合前后两辆车形成三车三维动力学模型，输入轮轨参数、制动力矩，利用ADAMS/Rail模块建立了动力学仿真系统并进行了动力学仿真分析，并和我国重载货物列车最常用120型空气制动系统进行了比较。通过一维纵向动力学分析，指出电控空气制动货物列车在制动距离、车钩力等参数上较120型空气制动机货物列车优良。电控空气制动车钩力和纵向加速度的变化均较小，且最大车钩力车位在整个制动过程中基本为压钩力，且制动力分布均匀，减少了列车纵向力，有利于重载货物车辆的运输安全和延长车辆的使用寿命。三维仿真分析表明，电控空气制动在脱轨系数、轮重减载率、轮轨横向力、车体点头加速度等有关安全性的动力学性能指标上都远远优于传统的120型空气制动机。因此，无论从一维和三维动力学，列车智能电控空气制系统对货物列车制动性能及运行安全性都具有极大的改善。列车电控空气制动对于货物列车的制动具有极大的经济效益，是未来我国长大重载货物列车抽旧动系统的发展方向。     

机车车辆牵引装置纵向间隙分析与检修工作建议

机车车辆牵引装置纵向间隙限度是控制车钩纵向力的主要限度之一,纵向间隙的扩大使车辆间的纵向冲击力增大,是造成相关车辆零部件裂损的主要原因。分析造成机车车辆牵引装置纵向间隙扩大的主要原因以及现场检修工作中存在的问题,提出现场检修工作建议。     

大秦线2.1万吨列车中部机车与车辆车钩分离问题初探

针对近期大秦线发生的2.1万吨组合列车中部机车与车辆车钩分离问题,总结介绍了中部机车车钩分离问题发生的过程和主要特点,结合列车操控、纵向力特点、机车检修、车辆检修等多方面因素分析和机车模拟试验对该问题产生原因进行了初步分析。结果表明:车钩分离为机车车钩从车辆车钩上方受拉跳出;在长大下坡区段均是中部机车的后钩与后部车辆脱钩分离,在上坡或平坡区段是中部机车的前钩与前部车辆脱钩分离;初步判断车钩分离问题与钩高差临近限值、纵向拉钩力较大具有直接关系。最后给出了一些相应的合理化改进建议。     

出口加纳内燃动车组车钩座安装精度控制工艺

通过分析车钩与车钩座连接关系,建立车钩座安装计算模型,确定车钩座安装时的垂向倾斜量。给出工艺参数,编制工艺流程,运用工艺装备控制车钩座安装质量,提高半自动车钩组装精度,保证车辆可靠连挂运行,满足使用要求。     

基于Newmark-β预测校正积分法的高速车辆垂向—纵向耦合振动研究

为有效评估轮对动平衡对车辆垂向和纵向振动系统的影响,以CRH_2型动车组为研究对象,建立具有13个自由度的车辆垂向—纵向耦合振动数学模型,基于Newmark-β预测校正积分法,应用Matlab软件求解系统的振动响应,计算结果与传统多体动力学软件UM的相一致,验证了数学模型和求解算法的准确可靠。在此基础上,分析轮对动平衡对车辆垂向和纵向振动响应的影响,提出优化措施。结果表明:速度为60和300km·h~(-1)时轮对动平衡引起的激扰力频率与车辆自振频率接近,对应的振动频率为6和31 Hz,车辆运行平稳性降低;采用非线性纵向刚度牵引拉杆,可以有效降低由轮对动平衡引起的6和31 Hz左右的车辆振动,提高乘坐舒适性。     

牵引及制动操纵对重载机车轮轨动力作用的影响

基于列车纵向动力学理论和车辆—轨道耦合动力学理论,建立考虑钩缓系统中车钩纵向、横向和垂向作用力的重载列车—轨道耦合动力学模型。以机车牵引万吨列车为考核工况,分析牵引和制动时机车的受力特点,研究牵引力、制动力及车钩力对机车运行性能的影响过程和影响程度,并对理论模型进行试验验证。结果表明:在牵引、电制动及紧急制动工况下,直线线路上机车的轮重分别较惰行工况降低了约13,7和4kN,单纯的牵引或制动力可降低轮轨横向蠕滑力,间接造成轮轨横向力的小幅增大,但轮轴横向力基本不变;车钩力可通过车钩摆角产生横向分量,并传递到轮轨界面,改变轮轴横向力的整体变化趋势;若车钩偏转3°,在电制动工况下,前部机车承受的压钩力较大,引起的轮轴横向力增幅达18kN,在紧急制动工况下,机车上的压钩力幅值小,引起的轮轴横向力在8kN以内。