车辆脱轨的耦合动力学分析

本文应用车辆－轨道系统耦合动力学理论，对车辆经过一段由缓－圆－缓组成的线路进行了车辆的脱轨稳定性分析。通过对车辆在耦合动力学模型与传统车辆动力学模型下脱轨道稳定性之分析比较，指出了进行车辆脱轨的耦合动力学分析必要性。     

6号对称道岔区防脱轨装置的作用机理

为防止6号对称道岔脱轨事故发生,阐述了迎轮护轨和新型防脱轨装置的结构特征及工作原理,并建立了车辆-道岔动力学模型,分析了迎轮护轨和防脱轨装置对道岔区动力学响应的影响规律.研究结果表明:迎轮护轨和新型防脱装置均可明显有效约束轮对通过道岔时的横移量,改变轮对运动轨迹,分别使轮缘在距尖轨尖端0.493 m和0.705 m处接...     

轮对蛇行失稳导致脱轨的机理研究

针对车辆高速时如何评定蛇行失稳导致脱轨的问题，调研了国内外现有的评定方法。采用计算机模拟方法求得车辆在高速时的瞬态的轮轨作用力及脱轨系数，结果表明了传统脱轨评定方法的局限性。建议应进一研究制定出适合车辆在高速运行状态时合理的脱轨评定方法。     

铁道车辆运行安全评判的轮对爬轨脱轨准则

为了掌握车辆爬轨脱轨机理及主要影响因素,分析了轮对的三维空间受力,推导了轮轨横向力和垂向力比值的一般表示式,假设车轮在达到最大轮缘接触角时为脱轨的临界状态,并认为这时轮轨间出现完全摩擦滑动,导出了不考虑轮对摇头角的临界脱轨判别的二维准则与考虑轮对摇头角和轮轨蠕滑率效应的三维脱轨判别准则,给出了轮轴脱轨系数的定义,采用轮轴脱轨系数和轮重减载率进行脱轨的判别。仿真计算结果表明:二维脱轨判别准则与三维准则相比偏于保守;摇头角越小甚至变负,越有利于防止脱轨,摇头角越大,三维准则的临界脱轨曲线越接近于二维准则的;减小轮轨摩擦系数与增大轮缘角均有利于防止脱轨的发生。     

6号对称道岔脱轨机理及影响因素

编组场内使用的主型6号对称道岔发生多起脱轨事故，其安全问题一致未得到有效解决. 为探索脱轨原因、提出合理应对措施，首先基于准静态轮轨接触理论分析道岔区轮轨接触特征，进而建立车辆-道岔耦合动力学模型，以车轮动态抬升量为评价指标分析车辆、轨道、道岔结构参数对爬轨性能的影响特性. 结果表明:轮缘贴靠尖轨尖端时接触角仅为53°，脱轨系数临界值不足0.73，是导致6号对称道岔脱轨风险较高的根本原因；尖轨顶宽5 mm处降低值由14 mm减至10 mm、转辙角由1.1° 降至0.9°、无轨撑扣件的垫板刚度由150 kN/mm降至50 kN/mm等措施，均可使得车轮抬升量保持在3 mm以下；道岔前端设置长度不小于3 m直线段、保持良好的轴箱定位状态、尖轨侧面摩擦系数保持在0.3以下也有利于防止脱轨事故发生.      

钢轨扣件失效对列车动态脱轨的影响

建立了非对称车辆/轨道耦合动力学模型,分析轨道扣件失效对车辆动态脱轨的影响,考虑离散轨枕支承对车辆/轨道耦合作用的影响,通过假设轨道系统刚度沿纵向分布发生突变来模拟扣件组失效状态,推导了考虑钢轨横向和垂向以及扭转运动的轮轨滚动接触蠕滑率计算公式,利用Hertz法向接触理论和沈氏蠕滑理论计算轮轨法向力及轮轨滚动接触蠕滑力,采用新型显式积分法求解车辆/轨道耦合动力学系统运动方程,通过数值分析计算,得到轮轨横垂向力之比、轮重减载率、脱轨危险状态的持续时间和轮对踏面上轮轨接触点位置的变化。连续5个钢轨扣件不同程度失效对列车动态脱轨的影响的数值模拟结果表明,如果失效因子从0.8增大到1.0,即钢轨扣件经历从接近完全松脱到完全松脱,钢轨扣件失效对列车动态脱轨影响呈指数规律。     

动车低速脱轨的动态响应

在动车轴箱下方安装防护装置,进行线路低速脱轨试验。车辆借助脱轨器完成脱轨,利用应变片、加速度和位移传感器采集脱轨车辆的动态响应,采用高速摄像仪和视频摄像仪分别记录了脱轨车辆的运动姿态。基于试验数据,评估了脱轨条件下钢轨抗倾翻能力,验证了脱轨安全防护装置的性能,分析了动车脱轨后的动态响应和脱轨速度、车辆质量和线路对动态响应的影响。试验结果表明:当动车低速脱轨时,防护装置撞击钢轨的最大横向力为177.18kN,小于钢轨横向抵抗力510.00kN,因此,脱轨安全防护装置可以扣住钢轨外侧,有效限制脱轨车辆的横向移动。车辆的脱轨过程分为惰行、轨上运动、落地和路基滑行4个阶段,各阶段的动态响应均随脱轨速度和车辆质量的增大而增大。当动车脱轨速度为22km·h-1时,CRTSⅡ型双块式无砟轨道的脱轨距离约为15.80m,CRTSⅠ型板式无砟轨道的脱轨距离约为20.87m,因此,CRTSⅡ型双块式无砟轨道的轨枕可以起到减速带的作用,减小脱轨距离。     

车钩力对脱轨的影响

为了发展重载列车运偷,必须研完车钧力对脱轨的影响。本文提供了四 轴货车曲线通过时的许用车钩力,在许用力范围内不致引起脱轨。      

车辆动力学仿真中评判脱轨的直接方法

根据轮轨空间动态耦合关系 ,提出了一种根据轮轨接触点位置进行脱轨评定的直接方法 ,可用于对机车车辆动力学安全性分析评价。阐述了通过轮轨接触点进行脱轨评判的原理和采用此方法的优点。作为例子 ,运用货车 -轨道空间耦合模型 ,对 C62 A货车曲线通过进行了脱轨仿真计算。仿真结果表明 ,在仿真计算时采用此方法非常行之有效 ,评判直观、可靠     

铁路货车脱轨事故风险评价研究

综合应用安全系统工程的方法论,提出现阶段铁路货车安全评价的方法,在此基础上对影响货车脱轨的因素进行了全面细致的分析归类,应用层次分析法及模糊综合评价法建立了货车脱轨定量评价模型,并进行了实例分析。     

On a New Method for Evaluation of Wheel Climb Derailment

In the paper, a new derailment index λ for evaluation of wheel climb derailment is proposed which is based on primary suspension forces. It is easy to apply because of its minimum criterion characteristic and can also be applied to explain the reason why wheel climb derailments are almost always accompanied by some wheel unloadings.     

铁路货车脱轨安全性研究

C62货车是中国的主型货车,对其进行脱轨安全性研究对确保铁路安全生产有十分重要的意义,利用机车车辆系统动态仿真软件,建立C62货车的动力学计算模型,分析该车在直线上的蛇行运动稳定性及曲线上的通过性能,并着重分析了C62货车装载不全副理对行车安全的影响。     

京山线滦河老桥上货物列车脱轨分析

基于列车桥梁时变系统空间振动计算模型及列车脱轨能量随机分析方法，分别对京山线滦河老桥上行线及下行线货物列车脱轨全过程进行了计算，采用判别列车脱轨的能量增量准则，得出下行线货物列车脱轨，上行线货物列车不脱轨的结论，此结论与实际符合。同时还对引起该桥下行线货物列车脱轨原因进行了分析，认为桥梁横向刚度不够是引起脱轨的主要原因，并指出桥梁横向刚度是保证桥上列车安全运行的主控因素。     

事故树分析法在城市轨道交通事故分析中的应用

从系统工程学的角度出发,将广泛应用于系统安全研究中的事故树分析方法应用到城市轨道交通事故分析中。分析城市轨道交通运营事故中脱轨这一典型事故。通过分析引起列车脱轨事故各个因素,得出城市轨道交通脱轨事故的发生概率较小,预防和控制难度较大的结论。该研究有助于城市轨道交通运营公司对引起该事故发生的各个因素提高警惕意识,也为运营安全管理工作提供理论依据。     

长大货车球形心盘稳定性分析

以DK17A型车为研究对象,基于接触方法及大变形有限元法分析了长大货车球形心盘在一定纵向力作用下的稳定性问题.仿真结果表明:当大底架没有上移时,即使施加很大的纵向力球形心盘也不会跳出,车辆能够安全运行.由于线路的不平顺和纵向冲击力的作用,易引起上心盘的上移,当防脱装置起作用时,上移量刚好为13.5 mm,此时防脱板销孔与销轴正好处于接触状态.通过仿真计算得出,当纵向力达到2 800 kN时防脱装置被完全破坏,心盘跳出,大底架与小底架分离,导致车辆脱轨.当纵向力小于2 750 kN时,由于有防脱装置的作用,球形心盘不会脱出.