铁道车辆制动热负荷的计算及应用

制动热负荷对铁道车辆的制动能力和装置使用寿命有重要的影响。文中根据轴重、速度和紧急制动能力(减速度)，对不同客货车辆的制动热负荷从停车制动能量和平均轴制动功率两方面进行了计算比较。并按照不同基础制动装置的制动热负荷能力，分析了踏面制动方式和盘形制动方式适应的速度范围，包括准高速客车提速到200km·h-1的盘形制动设计问题和高速列车复合制动的制动热负荷问题。从而提出了重载、高速铁道车辆的有关制动热负荷的设计限界。     

列车空调室外综合温度场的确定与探讨

通过分析空气温度、太阳辐射、长波辐射、列车行驶速度等影响列车壁面综合温度的主要因素,建立铁路沿线通用综合温度场计算模型,给出了基于时变和域变的室外综合温度场。当列车静止时,列车外壁仅存在自然对流换热,因此受辐射影响剧烈,午间温度最高时可超过80℃;列车速度提高可以增强车壁的对流换热系数,进而减小辐射的影响,降低壁面综合温度。当列车以100 km.h-1运行时,车壁最高温度为45℃左右。因此,提高列车运行速度对列车节能是有利的。模型反映了列车运行时各壁面综合温度随列车时空变化而变化的规律,可方便地应用于列车空调的动态负荷计算、设计及运行控制。     

高速铁路隧道压力波动主要影响参数研究

利用所研制的预测列车进入隧道时引起的列车和隧道环状空间的压力波动软件,计算了流线型列车及隧道主要参数对环状空间3s内最大压力变化的影响。结果显示所有影响因素中,速度和阻塞比对压力变化的影响最大。得出单线隧道单列列车通过时,在速度不大于250km·h-1,3s内最大压力变化与列车速度的平方成正比,但速度超过250km·h-1时,压力对速度的依赖关系有所缓和。分析认为在3s内最大压力变化随阻塞比非线性地变化。研究表明列车长度对头部压力变化的影响较小,但对尾部压力变化有明显影响;隧道内会车压力波在3s内变化量随会车位置不同有明显区别,两列车在隧道长三分之一处交会最为不利。     

谈铁路机车用钢与电气化用钢

中国铁路机车早就结束了进口的局面，内电机车现在完全由国内自己生产和制造，从基本性能和质量上均能满足生产需要。能做到这样一个重大进展，从内燃电力机车制造材料上看，冶金行业做了重大贡献。随着中国铁路牵引重量列车速度发生变化，也遇到很多问题，从材料角度来说，对材料强度、耐热性和热负荷、抗疲劳、抗腐蚀要求等相应地有所变化。１列车提速后的机车用钢内燃机车用钢一个很大的特点是品种数量多，要求高，但批量很小。从最近列车速度提高以后，为了达到列车的要求速度，在机车制造上对柴油机的强化指标越来越高。强化指标提高以…     

空调列车运行时环境温度变化规律的研究

传统的列车空调负荷计算方法是将列车作为静物处理,它不能反映外部环境温度随时间和空间的不同而变化这一特点。本文综合考虑了列车运行时外部环境温度的动态变化,计算得到车厢内壁面的温度波,反映了列车运行时环境温度变化规律的影响,为今后列车空调动态负荷计算及列车空调机组实时运行调节提供了理论依据。     

具有非线性改编费用的列车编组计划优化

研究改编参数随改编负荷变化情况下的技术站直达列车编组计划优化问题。首先，分析了有调中转车辆的费用构成，探讨该参数随改编负荷变化的特征。其次，构造了在此类参数条件下的编组计划数学规划模型。此外，还研究了改编参数由非线性向线性过渡情况下模型的退化形式。文末给出了直线上五个支点站的构模实例。     

既有提速双线旅客列车扣除系数影响因素分析

分析双线自动闭塞区段单列旅客列车及复合客车组扣除系数的构成和影响因素。针对具体区段通过计算机铺画满表运行图,采用图解法分析各种因素对客车扣除系数和通过能力影响的变化关系。结果表明:扣除系数随追踪列车间隔的减小而增大,随旅客列车对数的增加而减小且呈线性变化趋势;扣除系数及其变化幅度与旅客列车速度成正比关系;扣除系数随提速客车比例的增加先增大后变小,但变化幅度不大。通过不同区段大量的模拟分析,得出不同客车速度、不同客车对数和不同追踪列车间隔下的扣除系数取值。     

气动升力对高速磁浮列车速度的影响分析

文章首先分析高速磁浮列车运行阻力和气动升力随列车速度的变化规律;然后,通过分析气动升力、列车悬浮力和牵引力三者之间的关系,得到在气动升力影响下牵引力的变化曲线;最后,以上海高速磁浮系统为例,分析气动升力对列车运行速度的影响。结果表明,为应对气动升力的增加,悬浮磁场悬浮力相应调节减弱,导致在相同的牵引电流条件下直线电机输出的牵引力减小,最终降低列车所能达到的最高运行速度。     

重载列车作用下隧底结构动力响应分析

重载列车作用会导致铁路隧道基底结构动力响应不断增大，从而使基底结构产生破坏。采用数值模拟方法，建立单、双线隧道-围岩耦合计算模型，对重载列车作用下单、双线隧道动力响应随深度变化规律进行研究，对列车轴重、行车速度和填充层厚度对隧底结构动力响应特性的影响规律进行计算分析。结果表明：隧道横断面上的拉应力沿深度方向先增大后减小，在初支部位达到峰值，单线隧道轨下断面为最不利断面，双线隧道中线断面为最不利断面；随轴重增加，隧底仰拱各特征点竖向位移及填充层最大主应力响应均呈现线性变化趋势；随列车速度增加，各特征点竖向位移略有增大，但幅值变化不大；随填充层厚度增加，隧道仰拱最大加速度及最大主应力均呈减小趋势。     

双线铁路反向行车对正向线路通过能力和列车旅行速度的影响分析

通过对列车运行图结构分析,在确定旅客列车会车区和越行停留时间基础上,分别对不同等级反向列车产生的会车次数进行深入研究;运用列车组和价结构理论,对不同等级反向列车与不同正向列车组组合的情况下,对能力的影响进行分析。建立反向列车对正向线路通过能力和列车旅行速度影响的数学模型,分析其影响规律,认为铁路双线区段组织反向行车对线路通过能力和列车旅行速度都会产生一定的负面影响,并随列车开行数量和区间运行时间等影响因素的增加而增大。     

横风对篷布气动升力的影响

基于三维、不可压、定常Navier-Stokes方程和κ-ε双方程湍流模型,采用FLUENT流场计算软件,对横风作用下铁路货车D型篷布所受到的气动升力进行数值模拟计算.分析了列车速度和横风风速对篷布气动升力的影响,得出了篷布的气动升力与列车速度、横风风速之间的变化关系.研究结果表明:当横风风速一定时,气动升力随列车速度的增加而增大;当列车速度一定时,篷布所受到的气动升力近似与横风风速的平方成正比;数值计算结果与实车试验结果有较好的一致性.     

考虑能源消耗的城际列车运行速度优化

在考虑能源消耗以及城际列车与公路大巴和私家车客流竞争关系的基础上,以铁路运输部门收入最大化和城际旅客出行广义费用最小化为优化目标,以运输供给、列车到发时间以及列车数为约束条件,建立连接2个中心城市的城际列车运行速度的多目标非线性优化模型,并借助Matlab软件实现基于模糊折中规划的求解算法.分析旅客时间价值和最小上座率2个参数的变化对城际列车最优运行速度的影响.算例结果表明:在考虑列车的运行能耗后,城际列车的最优运行速度随旅客时间价值的提高呈上升趋势,随最小上座率的提高呈下降趋势;在一定的经济发展水平下,列车过高的运行速度并不能减少城际旅客出行的广义费用,反而造成列车运行能耗的大量增加.     

隧道内弹塑性钢管混凝土防撞系统设计及列车撞击荷载研究北大核心

为了减轻列车在隧道内脱轨后引发的灾害,提出了一种设置于隧道内用于抵挡高速列车脱轨后撞击的新型防撞系统。该系统由W梁、W梁连接件、吸能块和钢管混凝土防撞墩组成。为了研究新型防撞系统的适用性,建立了列车-防撞系统-隧道耦合模型,计算得到在不同撞击角度和撞击速度下列车撞击力时程曲线,分析列车撞击力峰值与列车撞击角度、速度的关系,最不利工况下车头的横向速度、位移时程曲线,以及撞击后列车与防撞系统的形态变化。结果表明:列车撞击力随撞击角度和速度的增大而增大,且撞击角度变化对撞击力影响较大;新型防撞系统可以抵挡列车的撞击作用,吸收部分碰撞能量,并且受到撞击后整体结构保持完整。     

高速列车通过隧道压力波特性试验研究

近年来,在多条高速线路上对各型高速列车进行了一系列隧道通过和隧道交会试验。现通过对这些空气动力学实车试验数据进行详细分析,获得了高速列车通过隧道和在隧道内交会过程中的压力波特性,以及压力波随列车长度、运行速度和隧道长度等影响因素变化的规律。     

高速列车通过长隧道引起的热、力效应研究

研究目的:针对列车横截面积与隧道横截面积比值阻塞比的不同,分析计算长隧道内运行的高速列车在不同速度下,由于空气动力学效应引起的列车阻力及热量增加,综合考虑辅助设备发热及隧道壁面热传导导致的能量损失,合理预测不同阻塞比下高速列车运行引起的隧道内温度升高及隧道内温度随时间的变化,得出长隧道内由于高速列车运行引起的热、力效应.研究结论:通过计算与分析表明,列车高速运行导致隧道内阻力变化及热效应的大小,受到列车隧道系统阻塞比的影响比车速的影响更大,列车空调放热是隧道内温度升高的主要因素,壁面摩擦等因素也会导致隧道内热量的进一步增加,行车密度对温度的影响将是非常关键的.对于高阻塞比的列车隧道系统,隧道中部残留的热量还较多,热量积聚效应不容忽视.     

快速地铁列车过隧道压力变化特性实车试验研究

为研究快速地铁列车在隧道内运行时的“列车-隧道”耦合空气动力特性，在杭海城际铁路开展实车试验，分别对列车以100 km/h与120 km/h的速度通过隧道时的车内外压力变化情况进行研究，计算压力峰-峰值、3 s压力变化幅值与1.7 s压力变化幅值，对比列车进隧道与出隧道过程中车内外压力变化情况，分析不同车辆编组位置与不同列车运行速度对车内外压力变化的影响，研究空调机组状态与车内压力变化幅值之间的关系。研究结果表明，快速地铁列车进出隧道过程中压力变化幅值相近；列车进入隧道并在隧道内运行时，尾车车内压力变化速率最快，车外压力峰-峰值从头车向尾车逐渐减小，而车内压力峰-峰值沿车长方向基本不变；当列车速度不同时，车内外压力对比应在无量纲时间下进行，随着列车速度的增大，车内外压力峰-峰值增大，压力变化速率加快；关闭空调机组可以显著减小车内压力变化速率，可为乘客舒适性研究提供参考。     

基于UM软件的高速铁路车桥系统振动响应参数分析

为研究车桥系统运行的影响规律,建立了车-桥耦合系统的振动分析模型,用UM软件进行了计算分析。对高速铁路列车过桥的动力响应进行了研究。对比了桥梁刚度、桥梁阻尼、列车速度、列车数量对车桥系统的影响规律。结果表明:随着列车运行速度增加,车辆和桥梁的动力响应也相应增大,但不是线性增大;桥梁的横向振幅随桥梁横向刚度的增大而减小;桥梁阻尼和列车数量对车桥系统影响较小。     

双线区段通过能力及相关因素分析

用数学方法分析和推导双线区段内各种因素对旅客列车和除系数的影响关系，给出旅客列车在多种不同场合下求扣除系数的数学模型和计算公式，设计了求双线区段旅客列车扣除系数和区段通过能力的多项式算法，通过大量实例计算，分析了客货列车速度、追踪列车间隔、旅客列车对数等各种因素对通过能力影响的变化关系，得到了一系列有意义的结果。     

高速列车在不同运行工况下速度变化与坡度和坡长的关系研究

高速列车在上下坡时,如果速度变化过于剧烈,则会影响平均行车速度,同时会因频繁的加速和减速而造成运营费用的增加.列车的速度变化又与列车运行工况以及坡度和坡长有关.因此,分别在不同坡度上,对高速列车在不同运行工况下,速度变化与坡度和坡长的关系进行研究,对于高速铁路坡度和坡长的选取有着重要的意义.以CRH2-300和CRH3型电动车组为例,通过分析两种电动车组的牵引和制动性能,分别对两种电动车组在不同的坡度上,牵引、惰行、制动等不同的运行工况下,速度随坡长的变化情况进行了计算,从而为在综合考虑工程量和运营费用时,不同的地形条件下,高速铁路坡度和坡长的选取提供依据.     

提速及高速列车影响环境噪声的评价分析及噪声防治

针对我国铁路客、货列车混跑的现状，在影响列车提高速度、行车密度和牵引质量的众多影响因素中，对铁路边界噪声限制提高速度区间的能力作出评价分析。同时预测评价分析将来在高速线上运行高速列车或高速、中速混跑列车的情况下，不同列车速度、不同对数对环境的噪声贡献量。最后讲述如何在设计和管理上控制列车的辐射声级，使之满足铁路边界噪声限值的要求。