轨道车辆曲线通过时车钩摆角仿真计算研究

轨道车辆通过曲线时,过大的车钩摆角会严重威胁列车的行车安全;因此在进行设计时必须进行曲线通过时车钩摆角的校核。通过解析的方法给出前后车辆的姿态位置,再依据其车钩相对位置求解车钩摆角大小。最后依据算法对水平曲线通过和竖曲线通过两种情况进行了车钩摆角的计算,发现在不同的工况下,车钩最大摆角均出现在前后两车中心销横移方向相错的时候;在入曲线工况下,车钩最大摆角出现2位车刚进入曲线时;在S曲线工况下,车钩最大摆角出现在1位车完全进入后曲线时,而2位车1位中心销在夹直线时;在竖曲线的工况下,车钩最大摆角出现在变坡点处。

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。

重联机车通过水平曲线车钩摆角研究

通过对重联机车通过水平几何曲线姿态的分析,给出了3种水平几何曲线上,车钩摆角的变化趋势、极值出现时两车的相对位置和计算公式,为重联机车曲线通过计算提供依据。

挡肩式车钩自由摆角对重载机车制动安全性能的影响

对于采用挡肩式车钩的机车而言,较大的车钩自由摆角将产生过大的横向分力,威胁机车的行车安全性。本文对挡肩式车钩的稳钩机理进行了理论分析,建立了重载机车动力学模型和挡肩式102车钩的动力学模型,计算分析了在车钩自由摆角为6°、7°、8°时的车钩稳定性与机车安全性,并研究了二系悬挂横向刚度对车钩稳定性的影响。研究结果表明,在纵向压钩力作用下,车钩自由摆角为6°、7°时重载机车可满足直线运行安全要求;当车钩自由摆角为8°、纵向压钩力为1200 kN时,由于车钩挡肩力过大,车钩出现失稳现象;适当增大机车二系悬挂横向刚度,可提高车钩稳定性与机车行车安全性。

轨道车辆车钩垂向最大摆角计算方法

针对传统的车钩最大摆角计算方法的不足,提出了基于含故障的车辆动力学模型的车钩垂向最大摆角计算方法。依据该方法,对某型地铁连挂车辆开展了悬挂故障下的车钩垂向最大摆角分析,研究了关键参数对车钩最大摆角的影响规律。结果表明,新方法相比传统计算法可以充分考虑车体柔性、故障冲击下各悬挂变形等因素,在单个钢簧断裂和单个空簧失气工况下,新方法的最大摆角计算结果相比理论计算法分别偏大1.2%和10.2%。此外,钢簧断裂的下降量每增加5 mm,车钩摆角增大约0.086°,空簧失气的下降量每增加5 mm,车钩摆角增大约0.173°;车体垂向变形每增加1 mm,车钩摆角均增大约0.05°。

地铁半自动车钩动态性能试验研究

通过计算仿真是无法真实获得实际运行情况下车钩的动态性能。以广州X号线X车辆为例,选取各连挂车钩为对象,对正线运行、机车牵引、段内自身动力牵引等工况下的车钩力和车钩摆角进行了试验分析,对于摆角较大的情况进行受力分析,为车钩寿命和安全保证提供了重要的数据储备。

重载列车安全运行非稳态冲动模型研究

在列车空气制动与纵向动力学联合仿真模型基础上,建立以车辆质点运行轨迹为自然坐标系的纵向作用力传递模型。建立线路模型求得连挂车辆处在线路中的位置坐标,应用双向逼近法求解心盘处坐标。将车体与车钩位置坐标构造成矢量,采用数量积与矢量积方法分别求解车钩摆角的大小和方向。再基于缓冲器与车钩间力的作用关系,求解车钩横向和垂向分力。应用力矩平衡原理建立准静态车辆模型,参考单轮对脱轨评价指标对列车运行安全性进行评估。对运行在大秦铁路上单编万吨列车进行仿真,分析列车制动、线路条件、列车运行速度等综合因素对安全指标的影响。着重分析列车冲动的机理,为列车安全平稳操纵提供参考。该系统实现了同步仿真计算列车操纵中制动、纵向冲动、线路运行条件及脱轨安全性指标等与列车运行相关的重要数据,并能够同步显示。

高速列车几何曲线通过能力计算

提出一种分析高速列车几何曲线通过能力的动态计算方法,考虑了车辆的初始偏移量。给出了综合路况分析模型,可以统一考虑车辆在多种线路条件下的曲线通过能力。采用有限节点法和局部搜索技术开发了高速列车的几何曲线通过能力模拟程序。该程序可以在考虑车辆初始偏移量的情况下,模拟车辆通过定圆曲线、曲-直线、反向曲线以及包含缓和曲线的任意曲线时,车钩摆角、横向偏移量、车间距等物理参量随运行距离的动态变化规律。针对某型高速列车,分析了车辆在三种不同曲线路况下,车钩摆角及车体夹角在整个线路下的动态变化规律。最后分析了反向曲线中直线段长度对最大车钩摆角的影响。