地震引起的货物列车脱轨全过程计算

为确保地震作用下货物列车在脱轨瞬间及时停车,建立地震作用下列车-轨道系统空间振动计算模型,并提出地震作用下列车脱轨全过程计算方法;以9~10级地震烈度下的强震为研究对象,分别计算货物列车以不同车速在直线和曲线线路上的脱轨全过程,分析轮轨几何接触状态及其相对位置.结果表明：地震烈度及车速对转向架与钢轨横向相对位移影响明显,而对转向架摇头角影响较小;曲线轨道对转向架与钢轨横向相对位移、转向架摇头角影响均较大;转向架与钢轨横向相对位移及转向架摇头角最大值分别为155 mm和4.6°.这些数据可为列车脱轨检测装置的研发提供参考.

洪涝灾害引起的货物列车脱轨全过程分析

基于列车-轨道系统空间振动分析理论,考虑洪涝灾害的影响,建立洪涝灾害条件下列车-轨道系统空间振动分析模型。根据弹性系统动力学总势能不变值原理及形成系统矩阵的"对号入座"法则,建立此系统空间振动矩阵方程。运用列车脱轨能量随机分析理论,提出洪涝灾害条件下列车脱轨全过程计算方法,分别对该条件下直线和曲线路段列车脱轨全过程进行计算和分析。研究结果表明:洪涝灾害引起的货物列车在直线和曲线路段脱轨时转向架摇头角分别为0.20°和0.27°,转向架与钢轨之间的横向相对位移分别为52.8 mm和48.1 mm,相比直线路段,列车在曲线路段更易脱轨。这些研究结果可为研发机械式的列车脱轨报警器提供重要的理论依据和技术参数,进而确保该报警器能在列车脱轨时立即发出报警,使列车及时停车。

无缝线路钢轨鼓胀引起的货物列车脱轨全过程计算

为研究无缝线路钢轨鼓胀引起的脱轨规律,以“单波形”钢轨鼓胀为例,建立无缝线路钢轨鼓胀状态下货物列车-轨道系统空间振动计算模型;按照列车脱轨能量随机分析方法,提出无缝线路钢轨鼓胀引起的货物列车脱轨全过程计算方法,计算脱轨全过程,分析鼓胀状态对轮轨几何接触状态和相对位置的影响。研究结果表明:鼓胀波长一定时脱轨系数和轮重减载率随鼓胀幅值增大而增大,鼓胀幅值一定时脱轨系数和轮重减载率随鼓胀波长减小而增大,但脱轨系数和轮重减载率对脱轨缺乏控制作用;转向架与钢轨横向相对位移随鼓胀波长的减小或幅值的增大而增大,得到考虑工况下的最大值为72.6 mm。上述结果可为研发具有实时判别脱轨功能的检测装置提供基础数据。

横风作用对重载铁路桥上列车脱轨全过程的影响

基于货物列车-轨道-桥梁系统(FTTB系统)空间振动计算模型,将横风作用转化为构架蛇行波,建立横风作用下FTTB系统空间振动计算模型;根据列车脱轨能量随机分析方法,提出横风作用下重载铁路桥上列车脱轨全过程计算方法及列车脱轨预警原理;实现不同风速、车速下桥上列车脱轨全过程计算,分析横风对列车脱轨全过程的影响。结果表明:车速60~80 km/h、风速20.7~28.4 m/s时,车轮悬浮量均达到25 mm,列车脱轨;随着风速及车速的增大,脱轨系数、轮重减载率、转向架与钢轨横向相对位移、梁跨跨中及墩顶横向位移均增大明显;考虑安全系数1.25,得到不同车速、风速下转向架与钢轨横向相对位移预警阈值。上述结论可为研发横风作用下桥上列车脱轨预警装置提供理论依据和基础数据。

铁路钢板梁桥上货物列车脱轨全过程仿真

基于列车脱轨能量随机分析理论,提出了桥上列车脱轨全过程的计算方法。根据此方法,对我国京山线老滦河桥及京广线黄河桥等2座钢板梁桥上的货物列车脱轨全过程进行计算,得出列车脱轨时的车-桥系统振动响应。研究结果表明:列车脱轨时,脱轨系数、轮重减载率及桥梁横向振幅都非常大,远远超过规范规定值;脱轨时间非常短,约在0.2 s以内。与有关文献研究结果一致。该方法对于桥上列车脱轨事故再现及预防具有一定现实意义。