重载组合列车中部机车车钩自由角对轮轨动态相互作用影响分析

针对2万吨重载组合列车中部机车的运行安全性问题,基于102型机车车钩结构特性,建立“1+1”编组形式的重载组合列车动力学模型,探究车钩自由角对轮轨动态相互作用的影响规律。此外,结合机车轮轴横向力的限值,进一步分析不同线路条件下机车的抗压钩能力。计算结果表明:2万吨重载组合列车的中部机车在纵向压钩力作用下,车钩自由角的大小对列车运行安全性指标有显著影响,列车各项运行安全性指标随着车钩自由角增加而显著增大;在直线制动工况下,且当机车车钩自由角达8°时,压钩力超过800 kN将导致轮轴横向力超限;在R300m小半径曲线制动工况下,车钩自由角达7°时,压钩力600 kN将导致机车轮轴横向力超限。因此,合理控制车钩自由角,同时降低列车运行时的纵向冲动对保障列车安全运行具有重大意义。

轮对间隙对可变轨距机车动力学性能的影响研究

基于动力学仿真分析,建立了一种适用于1435/1520 mm轨距转换的25 t轴重变轨距转向架机车的动力学模型;重点计算了轮对周向间隙和轴向间隙(统称为轮对间隙)对轮轨相互作用的影响,分析了轮对间隙增大对机车运行性能影响,结合相关动力学指标对各项动力学性能进行评定。分析结果表明:变轨距机车考虑轮对间隙后,机车在相同运行条件下的轮轨垂向力、轮轴横向力、轮对垂向加速度和轮对横向加速度峰值略有增大,但增幅在可接受范围内;考虑轮对间隙由设计值增大到磨耗限值时,变轨距机车运行稳定性和平稳性指标略有变差,但各项指标值均在标准规定的限值范围内,表明25 t轴重变轨距机车的轮对间隙设计限值合理可行。

横风条件下重载货车直线区段运行安全性研究

针对直线区段横风载荷对重载货车动力学性能影响规律开展研究。基于车辆动力学理论,建立了考虑横风载荷的三连挂重载货车单元三维仿真模型,计算分析空载和满载两种状态下车辆运行速度与横风风速对轮轨相互作用的影响。研究结果表明:货车轮轨力和各项安全性指标均随车辆运行速度和风速的增大而增大,轮轨横向相互作用受横风载荷影响尤为显著;空载货车受强风载荷作用具有较高倾覆风险,满载货车在横风载荷作用下依旧满足车辆运行安全需求;列车开行通过多风区段应适当限速运行,强风区域设置挡风墙,以降低横风载荷对行车安全的威胁。