地铁车辆段小号码道岔区域车辆脱轨仿真分析

[目的]小号码道岔在城市轨道交通尤其是地铁车辆段内有着较为广泛的应用,但其转辙角偏大的特征使车辆在通过道岔时存在脱轨的风险。研究地铁车辆段道岔心轨位置处车辆脱轨的原因很有必要。[方法]逐步建立轮对、转向架子模型和单节车厢模型,然后用铰接的方式将所有车厢连接形成整车模型。在道岔前方设置直线段以消除车辆起动的影响。通过线性内插得到整个道岔区域的相应轨道截面,然后导入到软件中计算。选取轮对横移量、脱轨系数和轮重减载率作为评价指标,分析了车速、车轮踏面型式、钢轨竖向刚度等因素对列车脱轨风险的影响规律。[结果及结论]由仿真分析得出如下结论:当车速过大时,轮重减载率会大幅超标,因此建议列车通过道岔时车速控制在5 km/h以内;当车轮采用LMX型踏面时,车辆会相对平稳地通过辙叉区的有害空间,有利于降低列车的脱轨风险;列车在通过钢轨竖向刚度为200 MN/m的道岔时更易发生脱轨。

现代有轨电车小号码道岔弹性可弯尖轨的研制

简述了现代有轨电车50 kg/m钢轨3号单开道岔尖轨的研制思路,在小号码道岔中首次采用了弹性可弯尖轨,并进行了转换力计算和实物测试,满足电务转换设计要求。经上道验证,尖轨使用效果良好。

轮径差对有轨电车侧向过岔动力性能影响

由于小号码道岔曲线半径小,道岔的钢轨截面形状变化急剧,有轨电车侧向通过道岔时的轮轨冲击大,而轮径差的存在会改变轮对的入岔姿态并加剧其轮轨相互作用力,严重影响有轨电车的行车安全性并增大其脱轨风险。为研究轮径差对小号码道岔有轨电车动力学性能的影响,以100%低地板有轨电车和59R2槽型轨3号道岔为研究对象,基于迹线法理论考虑不同轮径差对道岔轮轨接触几何关系的影响,利用多体动力学软件建立的有轨电车-道岔耦合动力学模型系统地分析有轨电车在不同轮径差形式和幅值下侧逆向通过小号码道岔的动力学性能。研究结果表明:当小轮径车轮位于尖轨侧和基本轨侧时随着轮径差的增大,轮载过渡位置分别为越延后和越提前;等值反相和后轮对轮径差形式对有轨电车侧向过岔的动力学性能影响较大,当轮径差幅值达到一定值后,有轨电车的脱轨系数和轮重减载率将超过安全限值,严重影响有轨电车的过岔安全性;等值同相和前轮对轮径差形式对有轨电车侧向过岔的动力学性能影响较小。

直线电机列车侧向通过小号道岔动力学响应分析

车辆在通过道岔时的轮轨动态相互作用远大于一般线路,这不但会引起列车部件疲劳伤损,而且还会造成尖轨和心轨严重磨损、结构破坏等问题。基于经典电磁场理论和多体动力学理论建立了适用于道岔运行的直线电机列车机电耦合动力学模型,并结合Kik-Piotrowski方法建立了道岔变截面轮轨多点接触模型,以直线电机地铁线路小号单开道岔实测廓形数据作为输入,对列车侧向通过道岔时的动力学行为进行了分析。仿真结果表明:车辆运行过程中,直线电机初级与次级间产生的法向电磁力幅值较大,这对轮轨垂向力造成了较大的影响;各车第一、三位轮对的轮轨横向力和垂向力相对较大,辙叉区不平顺引起的轮轨系统动态响应较转辙区大;在通过转辙区和辙叉区时,头车的轮轨力变化波动较大,其他车辆变化波动较小。

动车组侧向通过9号道岔动力特性仿真研究

采用铁路轮轨动力学仿真计算软件建立车辆—道岔耦合动力学模型,仿真分析CRH5型动车组侧向通过50kg·m-1钢轨9号道岔的行车安全性和磨耗情况,研究并提出改善高速动车组侧向通过小号码道岔安全性、轮轨磨耗的技术措施。结果表明:在不考虑现场随机不平顺的情况下,CRH5型动车组侧向通过9号道岔时脱轨系数、轮轴横向力的峰值分别达到0.52和28kN,均维持在较高的水平,而且轮轨侧面磨耗功也较大,整体上已经超过了轮轨垂直磨耗功,说明动车组通过岔区时侧磨是轮轨磨耗的主因,建议加强道岔区的养护维修工作,及时消除轨道几何超限现象;另外,通过增大车辆一系悬挂横向刚度或采用60kg·m-1钢轨9号道岔,可以有效地减少轮轨的垂直磨耗和侧面磨耗,起到减缓轮轨磨耗的效果,且后者还可以大幅度提升动车组侧向过岔的安全性。

浅谈城市轨道交通小号码道岔设计

小号码道岔在城市轨道交通领域占据主力市场 ,在城市轨道交通领域发挥着不可估量的作用。小号码道岔设计应结合城市轨道交通的特点 ,合理地选择未被平衡的离心加速度和线型 ,合理地计算其轨距加宽及解决自身的构造加宽问题。小号码道岔跟端应当向弹性可弯方向发展。小号码对称道岔需要重新认识并重视起来。

可动心轨辙叉单开道岔综述与展望

综述国内外高速铁路和城市轨道交通用可动心轨辙叉道岔的发展概况,以及国内外城市轨道交通对于可动心轨辙叉道岔的需求;阐述可动心轨辙叉关键技术,包括车-岔系统动力学、转换及锁闭、病害伤损、养护维修和更换改造技术等;总结可动心轨辙叉结构设计,分为重载道岔、提速道岔、高速道岔和小号码道岔4部分内容;阐述可动心轨辙叉道岔的制造和铺设内容;对未来可动心轨辙叉道岔的发展提出展望,主要内容包含:时速400 km高速铁路道岔的研制,重载铁路道岔心轨耐磨性及强度优化研究,城市轨道交通7号、9号可动心轨辙叉道岔研制,可动心轨辙叉下刚度设计,心轨与滑床台密贴保持方法及可动心轨辙叉快速更换优化研究。

小号码可动心轨道岔的研究与设计

针对小号码可动心轨道岔的需求,通过对传统单肢弹性可弯结构心轨的理论分析,结合小号码可动心轨道岔的结构特点,采用新型可动心轨形式——枢轴式的可动心轨辙叉。该辙叉采用心轨插入组件,并人为设定枢轴使之作为旋转中心,实现心轨可动从而消除有害空间的目的,并通过枢轴与垫板轴孔的配合,对心轨插入组件进行限位。这种新型可动心轨形式有效减小了心轨转换所需要的纵向长度,避免了过大的心轨扳动力以及因后端不足位移产生的道岔几何形位病害。