建模方式对调车冲击仿真的影响研究

为了研究不同建模方式的仿真模型对调车冲击计算效率和结果的影响,根据C80敞车及MT-2缓冲器参数,建立模拟调车冲击工况的纵向动力学模型A、三维精细化模型B和混合动力学模型C,分析了在不同速度、空重车状态及不同编组方式下的调车冲击的响应结果,并在此基础上讨论了模型的建模方便性、计算效率等问题.研究结果表明:(1)随着冲击速度的增加,三种模型得到的最大车钩力变化趋势一致,但是结果差异越来越大,在8km/h时仿真差异可达15%,同时空车状态下分析的结果最大差异为8.9%,大于重车状态仿真的2.4%;(2)不同编组方式得到的车钩力时间历程规律类似,在不同车钩位置上比较时最大差异为8%左右;(3)建模方便性上各有难点,但模型A的数据库在界面调用更为方便,且在计算时间上远远小于其他两种模型.

基于调车工况的MT-2缓冲器容量需求仿真分析

为了分析MT-2缓冲器在调车连挂作业时的容量需求问题,基于摩擦式缓冲器非线性力学特性及车辆调车冲击受力特点,建立了铁道货车纵向冲击动力学模型,对调车过程中不同车辆质量、不同速度、不同编组方式及不同车体刚度等工况下MT-2缓冲器容量需求进行了分析。研究结果表明:缓冲器做功与车辆质量和连挂速度的平方成正比,冲击车和被冲击车数量都大于2辆时冲击面缓冲器的容量需求将与车辆数量无关。对同时考虑质量、速度、编组方式、车体刚度的缓冲器容量需求值进行了函数拟合,完成了比例系数κ、μ和λ的求解;不同车辆数量之间冲击时,不同车钩号的缓冲器做功值大小不一,在冲击面车钩号的缓冲器做功值均为最大,沿着冲击面前、后的车钩号逐渐递减,调车冲击时计算容量需求值时应不考虑车体刚度,以重车冲击重车模式时冲击面的缓冲器容量需求为准。

调车冲击工况下MT-2车辆缓冲器容量需求数值模拟?

根据调车冲击车辆受力特点及缓冲器工作机理,构建车辆冲击动力学模型和详细的摩擦式缓冲器模型,开发重载列车冲击仿真系统,分别研究了不同车辆编组连挂数量、不同车钩间隙、不同车辆总重、不同冲击速度及不同车体刚度对缓冲器容量需求的影响。结果表明:调车冲击时,冲击车与被冲击车碰撞冲击面处缓冲器容量需求最多,且在0 mm车钩间隙下3车冲3车时该值达到最大值,而后缓冲器容量需求不随车辆编组数量增加而增大;车钩间隙对缓冲器容量需求影响较大,随车钩间隙增大缓冲器容量需求呈非线性减小;车辆总重和调车冲击速度是影响缓冲器容量需求的主要因素,缓冲器容量需求分别与车辆总重和速度平方成正比;车体刚度对缓冲器容量需求影响较明显,在考虑车体刚度影响情况下,缓冲器容量需求比未考虑车体刚度影响平均小8.8%。表明缓冲器容量的确定应综合考虑各种因素的影响且至少满足0 mm间隙下3车冲3车的容量需求。为重载列车缓冲器容量的确定和新型缓冲器容量的设计提供理论依据。

重载机车车辆调车连挂冲击特性分析

机车车辆轴重的提高和列车编组数量的增加会导致调车连挂冲击中的纵向冲动显著增大,从而带来一系列安全隐患。通过构建摩擦缓冲器动力学修正模型、车辆冲击动力学模型及车体—钩缓—车体串联模型等,研究了不同制动状态及不同阻抗特性缓冲器组合对车辆纵向冲动的影响。结果表明:缓冲器动力学修正模型能较好地模拟机车车辆调车连挂冲击中的缓冲器特性,以及制动阻力作用下的车钩力变化;车体—钩缓—车体串联模型能较好地模拟装配不同阻抗特性缓冲器的机车车辆连挂组合的冲击,对缓冲器的合理选用具有一定的理论指导价值。

货车缓冲器关键参数对调车冲击影响的研究

在分析调车工况冲击过程的基础上,建立了详细的货车及车钩缓冲器参数化仿真模型;研究了货车缓冲器初压力、最大行程和最大阻抗力等参数对调车过程的影响;比较了刚性与柔性缓冲器对调车冲击的影响。研究结果表明:调车冲击时车钩力最大值随缓冲器预压力与最大行程的增大而减小,货车缓冲器最大行程取80～83mm为最佳;额定阻抗力的提高会增大缓冲器的回复力并产生更大的车钩力;性能优异的货车缓冲器必须具有刚性与柔性双重特性。

重载列车纵向冲动动力学研究

提高轴重和增加编组数量已成为我国重载铁路提高运能和效率的重要手段，国内外重载列车的运营、试验及研究结果均表明，货车轴重的提高和编组数量的增加会导致列车中的纵向冲动显著增大，从而带来车辆脱轨、结构破坏等安全隐患。因此，本文以国内重载列车为研究对象，研究在调车及制动等工况下重载列车纵向冲动动力学所涉及的关键技术问题。主要研究内容和结论如下。

核燃料运输车2次缓冲装置的仿真分析

列出核燃料运输车2次缓冲装置的纵向动力学微分方程,采用变步长的Runge -Kuta积分法,对其进行了7种工况下的纵向动力学仿真分析。结果表明,在核燃料运输车上采用3级刚度的2次缓冲装置,满足核燃料货包在各种工况下的纵向加速度≤1 5g的要求。