静载铁路货车重车重心高理论计算与分析

针对我国现有铁路货车的几种主要车型,在静载条件下对铁路货车的重车重心高进行了理论计算,并结合实际装载情况给出了重车重心高的相关分析,为重车重心高度研究、现场安全运行试验及货物装载提供相关参考。     

超限货物列车与邻线普通货物列车会车条件

采用SIMPACK多刚体系统动力学仿真软件建立N17AK型平车的超限重车动力学模型,仿真计算不同工况下超限货车侧滚振动引起的横向偏移量,依据仿真计算结果给出超限货物列车与邻线普通货物列车在超限货物不同高度处的会车条件.仿真计算表明,在线路工况相同的条件下,侧滚振动引起的货车横向偏移量随着超限货物列车运行速度的提高而增大;在线路工况和超限货物列车运行速度均相同的条件下,侧滚振动引起的货车横向偏移量随着超限货物计算点距轨面高度的增加而增大;超限货物列车以120 km·h-1的最高速度在Ⅰ级线路上运行和以70 km·h-1的最高速度在Ⅲ级线路上运行这2种不利工况相比较,以后者的侧滚振动引起的货车横向偏移量为大.     

基于脱轨系数安全标准的铁路货物重心横向容许偏移量的研究

装车后货物重心在车辆上的位置是否合理直接影响到车辆运行稳定性.我国现行<铁路货物装载加固规则>规定货物重心偏离车辆纵中心线不得超过100 mm,系引用前苏联20世纪50年代标准,缺乏相应的依据.现从理论上研究满足脱轨系数要求的货物重心横向容许偏移量.根据车辆在运行中的受力分析,研究确定货物重心横向偏移量与脱轨系数之间的关系模型,考虑容易引起车辆脱轨的最不利条件分别设计了相应的装载工况和运行工况,依据模型确定各种装载工况和运行工况组合下的货物重心横向容许偏移量.     

刚性加固条件下C70H型通用敞车重车重心位置对车辆曲线通过性能的影响

《铁路货物装载加固规则》对装车后货物总重心的横、纵偏移量和重车重心高度均有明确的要求.但这些具有普遍适用性的规定在某些情况下会限制铁路车辆的运输能力,无法满足当前铁路货运发展的需要.以刚性加固条件下C70H型敞车装运重50 t均质货物为例,根据国内外相关规章设置装运工况,利用动力学仿真软件VI-Rail对车辆的运行过程...     

车辆重心高度对动力学性能的影响

随着我国铁路货物运输向重载化方向发展，车辆重心高度将产生大范围变化。我国铁路技术标准严格限制重车重心高度，当重心超过2000mm时，车辆要限速运行。在满载条件下，我国铁路现有的罐车实际重心高度普遍接近或高于2000mm。现以GQ70为例，采用SIMPACK仿真软件建立重车车辆模型，分析在不同运行工况下重心高度对车辆动力学性能的影响。计算结果表明，速度越高，车辆重心高度对动力学性能的影响越大，当车辆重心高度在1800mm到2600mm范围内变化时，对横向动力学性能及安全性影响较大，对垂向及轮轨动力学影响较小。     

货物重心在车辆上横向容许偏移量的研究

在探讨货物重心横向偏移对重车运行稳定性的影响的基础上,指出现行<铁路货物装载加固规则>关于货物重心在车辆上容许的横向偏移量规定的某些不合理性,提出了更为科学的对横向容许偏移量的要求.     

地铁车辆直线电机悬挂装置垂向刚度优化研究

直线电机地铁车辆电机处于弹性悬挂系统中,承受轮对的冲击和电机电磁力的作用。基于某直线电机车辆,建立了多刚体动力学模型。考虑电机电磁力作用,采用Simpack与Simulink联合仿真的方法,从直线电机气隙、车辆动力学性能和电机振动的角度研究分析了悬挂装置不同垂向刚度的影响。研究结果表明:直线电机悬挂装置垂向刚度对车辆曲线通过安全性和运行平稳性都会有影响,增大垂向刚度可以减小轮轨垂向力和垂向平稳性指标,横向平稳性指标会略有提升;小垂向刚度时气隙变化较大,增大垂向刚度可以在一定程度上减小气隙的变化和电机的振动,大垂向刚度会使电机的高频振动成分增加。综合考虑,建议电机悬挂装置中电机悬挂梁支撑节点垂向刚度范围为24～60 MN/m、吊杆节点垂向刚度范围为192～480 MN/m。     

基于空气弹簧非线性模型的车辆振动特性研究

为研究不同模型和不同空气弹簧物理参数下车辆振动特性,基于热力模型和ADAMS空气弹簧非线性模型建立空气弹簧悬挂系统控制模型,并利用多体动力学仿真软件SIMPACK与MATLAB/SIMULINK联合仿真平台建立包括空气弹簧系统的整车多体动力学模型。研究结果表明:热力模型较ADAMS模型更能准确模拟空气弹簧非线性动态特性;车辆低速运行时节流孔直径越小越有利于改善车辆垂向运行平稳性;车辆高速运行时节流孔直径太大或者太小都不利于改善车辆垂向运行平稳性;附加空气室体积越大越有利于改善车辆垂向平稳性,但是增大到一定程度继续增大对车辆垂向平稳性改善不是很明显。     

基于脱轨系数安全标准的重车重心限制高度

引起车辆脱轨的原因主要有车轮的垂直载荷减小和轮轨间的侧向力增大2种。依据对车轮脱轨临界状态的受力分析,建立轮对脱轨的数学模型,推导出横向力作用下脱轨系数的计算公式。以C64K型敞车为例,分析横向力大小与其作用点高度之间的关系,得出车辆在直线和曲线上脱轨的最不利横向力组合。基于最不利横向力组合,为保证车辆运行安全,按照脱轨系数不得超过1.2的标准,分别计算分析C64K型敞车在4种最不利装载工况、3种最不利运行工况下的脱轨系数与重车重心高度的关系。由计算结果可以确定重车重心限制高度为2 207 mm,比现行的重车重心限制高度增加207 mm。     

XL25G型行李车货物重心偏移安全范围研究

利用数值计算方法,在建立XL25G型行李车车辆动力学模型的基础上和适当降低载重并确保运行安全的前提下,考察了XL25G型行李车货物重心横向和纵向允许偏移范围.研究结果表明,在合理的曲线半径、运行速度、曲线超高以及适当降低载重的条件下,允许货物重心偏移量有更大的范围.     

机车重心位置的检测及对调簧的影响

机车重心位置是机车的一个重要指标,在设计和制造中,必须予以检测和控制。机车重心位置的限制,也是保证机车轮轴重调簧均匀的前提。现对机车重心位置的几种检测方法进行了理论分析,提出了相应的检测思路。同时,为使轮轴重分配达到铁道部颁标准,提出了机车重心纵横两个方向偏离允差的概念,以及利用重心高度来平衡轮重的思想。     

铁路货车通过曲线轨道时的非线性运动稳定性研究

根据直线轨道上非线性车辆系统蛇形运动的极限环和曲线轨道上车辆的动态特性,给出曲线轨道非线性车辆系统蛇形运动的极限环,并计算出货车的非线性临界速度,分析曲线半径和外轨超高对货车非线性临界速度的影响。结果表明:在大锥度、横向位移激扰、轮对冲角等因素的作用下,货车轮对在曲线轨道上易出现蛇形失稳,并且在蛇形失稳时轮对的横向振荡剧烈,蛇形波长为3.6 m;与直线轨道上的极限环不同,曲线轨道上非线性车辆系统相对轨道中心线而言,具有2个稳定的极限环;当重载货车空车通过半径600 m、超高55 mm曲线轨道时,其非线性临界速度为76.4 km.h-1,低于直线轨道上的临界速度,说明曲线轨道的半径和外轨超高对车辆非线性临界速度有明显的影响,而且半径和超高越大,临界速度也越高,但当半径和超高增加到一定程度,临界速度不再随之增长。     

新型大跨铁路应急钢桁梁稳定性研究

采用Ansys建立128 m新型大跨铁路应急钢桁梁的计算模型,系统分析不同工况和非线性因素作用下的结构稳定性,探讨列车荷载、风荷载、温度、初始缺陷、几何非线性和材料非线性等因素对结构稳定性的影响.结果表明:不同荷载组合形式和分布形式下,结构稳定系数和失稳模态不同,主力作用下最低线弹性稳定系数为8.093,失稳形式为局部...     

散粒货物对铁路敞车端墙侧压力研究

在经典土压力理论的基础上,运用水平层分析法,分析了散粒货物对铁路敞车端墙极限状态的被动侧压力,并且整体分析了车辆运行时的货物状态。认为静态的侧压力可借鉴文献[10]的主动土压力计算公式,但应用中需考虑振实系数,从而得到端墙静态总侧压力计算公式和非线性的静态压强分布;动态值可根据本文分析的极限被动压力,加上维持动态冲击的力得到,从而得到端墙动态总侧压力计算公式和非线性的动态压强分布。并分别对两种状态下不同货物参数作比较,得到不同参数下的静、动态值变化规律。本文采用的MATLAB辅助程序,使得计算简单化。     

装用30 t轴重转向架铁道货车的稳定性能分析

以配装30 t轴重转向架的货车为分析对象,利用动力学分析软件NUCARS对该货车进行蛇行运动稳定性分析,得出原型方案空、重车的临界速度和一系橡胶垫纵、横向定位刚度、转向架回转阻力矩、转向架抗菱形变形刚度、抗剪切变形刚度和踏面等效斜度对车辆临界速度的影响规律。     

强侧风作用下不同类型铁路货车在青藏线路堤上运行时的气动性能比较

在强侧风作用下,作用于列车的气动力迅速增加,严重影响列车运行的稳定性。本文基于三维、非定常N-S方程,采用动网格技术对货物列车在青藏线路堤上强侧风作用下运行进行了模拟计算,得到棚车、集装箱平车、敞车和罐车4种类型货物列车所受气动力。将计算结果与风洞实验结果进行对比,升力、侧向力和倾覆力矩均吻合较好。计算结果说明:随着侧风速度的增大,作用于棚车、集装箱平车、敞车、罐车的侧向力及倾覆力矩均显著增大;在强侧风作用下,棚车所受侧向力及倾覆力矩最大,故棚车在强侧风作用下较易发生倾覆事故,而罐车所受侧向力及倾覆力矩最小。     

新型行李车倾覆稳定性的计算

介绍了传统车辆倾覆稳定性评定的方法,分析了现行运用的XL25T新型行李车的转向架结构特点,并提出了新型行李车倾覆系数计算的方法,以实例计算了该车型在设定工况下的倾覆系数,得出了满足我国铁路安全标准的结论。     

货车旁承间隙对车辆动力学性能的影响

对货车车体相对于摇枕的侧滚运动进行几何简化,导出上旁承下端面位于心盘旋转点之上、之下和上旁承下端面与心盘旋转点位于相同垂向位置时,旁承的垂向位移与车体重心相对于摇枕横向位移的几何关系。在车辆动力学模型中引入侧滚回复力矩和等效摩擦半径,并对心盘进行力学简化。运用多体系统分析方法对货车动力学性能进行仿真。结果表明:侧滚回复力矩可以有效抑制车体由于轨道激励而产生的相对摇枕的侧滚运动;过小或过大的旁承间隙会使车辆的动力学性能恶化。当车体重心横向偏移量小于心盘半径时,车体重力将产生阻止车体侧滚的回复力矩;反之,车体重力产生的力矩将加速车体的侧滚。过小的旁承间隙会使车体上旁承和摇枕下旁承频繁接触,对车体产生较大的冲击;而过大的旁承间隙又使旁承在侧滚回复力矩不足时不能有效抑制车体的侧滚。     

加速顶控制及供风监测系统应用

在不改造股道既有断面的情况下,使用计算机和加速顶控制溜放钩车的走行速度,使其走出困难区段,克服不良断面的影响,可提高作业放率并达到安全连挂的目的。