基于货-车-轨耦合动力学分析的重车重心高度及管控规则研究

我国现行重车重心高度管控规则已凸显限制铁路货运系统运输能力的矛盾。针对此问题,通过深度剖析货物-车体耦合机制,建立货-车-轨耦合动力学模型,并采用动态Nadal限度评估车辆运行脱轨风险,基于模型仿真分析我国铁路通用货车在正常速度运行时应限制的重车重心限制高度,以及重心高度超过该限值时的相应限速规定。研究结果表明:针对货物装载参数影响车辆动力学行为的研究,动态Nadal限度可有效减小脱轨误判率,相比于经典Nadal限度更适宜作为脱轨风险的评判依据;基于动态Nadal限度判定车辆脱轨风险,我国铁路通用货车的重车重心限制高度可提升至2400 mm;在保证车辆运行安全的前提下,重心超高时的区间限速规定可以合理地适当放宽。

基于动态Nadal限度的重车重心限制高度

本文基于蠕滑力饱和达到库伦摩擦力的理论,推导考虑了冲角、轮轨蠕滑等因素的动态Nadal限度。以此限度作为车辆运行安全评判标准,研究我国铁路通用货车重车重心合理限制高度。SIMPACK仿真结果表明,在此限度下的重车重心高可达2 400mm,比现行的重车重心限制高度增加400mm。本方法在一定程度上减小了误判率,可为我国铁路通用货车重车重心高的确定及试验方法提供一定的参考。

刚性加固条件下C_(70H)型通用敞车重车重心位置对车辆曲线通过性能的影响

《铁路货物装载加固规则》对装车后货物总重心的横、纵偏移量和重车重心高度均有明确的要求。但这些具有普遍适用性的规定在某些情况下会限制铁路车辆的运输能力,无法满足当前铁路货运发展的需要。以刚性加固条件下C 70H型敞车装运重50 t均质货物为例,根据国内外相关规章设置装运工况,利用动力学仿真软件VI-Rail对车辆的运行过程进行仿真,分析重车重心位置对车辆曲线通过性能的影响,进而得到重车重心分布的安全范围。从立体空间的角度研究了重车重心位置与车辆运行安全性的关系,所提出的方法可以根据车辆和货物参数灵活准确地确定重车重心分布的安全范围,对于增强车辆运行安全性、提高货物运输能力具有一定的作用。

静载铁路货车重车重心高理论计算与分析

针对我国现有铁路货车的几种主要车型,在静载条件下对铁路货车的重车重心高进行了理论计算,并结合实际装载情况给出了重车重心高的相关分析,为重车重心高度研究、现场安全运行试验及货物装载提供相关参考。

铁路货车重车重心合理限高的研究与试验

重车重心限制高度是我国铁路基本技术标准之一,起着指导现场装车、保障行车安全的重要作用.本文分析了影响货物列车安全运行的因素,给出衡量车辆倾覆稳定性的主要指标,并论述了双层集装箱重车重心高度运行试验,遂渝线提速综合试验及胶济线列车交会试验的试验方案和试验过程.在分析试验数据的基础上,得出了双层集装箱重车重心高度为2 400 mm时能够保证行车安全的结论.此外,根据敞车、平车和棚车等主要车型在环形试验线和运营线路上进行的重车重心高度试验,分析了敞车和平车重车重心高度设置为2 400 mm、棚车重车重心高度设置为2 200mm时的运行稳定性和平稳性的要求.

铁路重车重心高度标准的提高对原油运输的经济意义

重车重心高度是铁路货物装载的一项重要标准,我国长期沿用日伪满铁路的规定,极大的限制了运输能力,造成了巨大的潜在经济损失。现阶段,重车重心高标准试验已得出2400mm不用限速的结论。本文以运输原油的G60为研究对象,通过计算,定量的分析出新标准对于铁路经济的巨大贡献。

我国铁道货车在不同重车重心高度下区间限速的研究

随着货车重载化的发展 , 车辆的重心高度将会产生很大的变化 , 而货物重心高度也直接影响到车辆运行的稳定性。我国《铁路货物装载加固规则》偏于保守。因此 , 研究重车重心高提高及重心偏移装载情况下的提速车辆的安全运行标准 , 已成为亟待解决的问题。本次研究针对重车重心高提高和货物重心偏移装载条件下 , 车辆运行速度和线路状态等工况对车辆运行安全性的影响 , 据此给出了提速货车重车重心高提高和重心偏移条件下的安全运行技术条件。

双层集装箱重车重心高度对运行安全性的影响

根据多刚体动力学理论,运用SIMPACK仿真软件分别建立了一定装载工况和运行工况下双层集装箱车辆的单车动力学仿真模型和四车动力学仿真模型。基于铁路车辆运行安全评价指标及其标准,将模型仿真结果与双层集装箱列车实际运行试验的结果进行了对比分析,研究了重车重心高度与运行安全性的关系,给出了合理的双层集装箱重车重心限制高度。仿真结果表明:随着双层集装箱重车重心高度的增大,轮轴横向力、轮重减载率与脱轨系数增大,最先达到安全限度的是脱轨系数;在最不利装载工况下,安全的重车重心高度限值为2 480 mm。

货物重心横向位移的探讨

经查阅大量资料并分析研究计算,对现行《铁路货物装载加固规划》第十条规定货物重心“特殊情况下必须位移时,横方向位移不得超过100毫米”。提出异议,并提出对该规定修改的建议。

货车装载工况对车辆通过小半径曲线时的垂向平稳性影响

将货物、车体和摇枕作为1个系统,基于弹簧悬挂装置垂向受力的变化,提出货车垂向平稳性评价指标。运用建立的货车在曲线上运行时的垂向平稳性模型,以C64k敞车为例,研究4种典型装载工况下重车重心高、货物重心横向和纵向偏移量与货车通过小半径曲线时垂向平稳性的关系。研究表明:用作用在每个弹簧悬挂装置的垂向载荷变化判定货车运行的垂向平稳性,可更直观描述货车装载工况对车辆垂向平稳性的影响;对货车的垂向平稳性影响以货物重心的纵向偏移量最大,而重车重心高度的影响最小;计算结果为确定合理的重车重心高度以及货物重心横、纵向偏移量的限制值提供了科学依据。

铁路货车侧向通过道岔运行稳定性研究

分别以脱轨系数、轮重减载率及轮轴横向力作为判定标准,进行我国通用型货车在不同重车重心高度及横向偏移装载条件下侧向通过12号提速道岔时的运行稳定性试验研究。研究结果表明:货物重心的横向偏移会使得车辆的运行稳定性指标,尤其是脱轨系数和轮重减载率明显增大,车辆的脱轨危险性大幅增加;侧逆向和侧顺向通过道岔时,车辆运行稳定性差别较大,侧逆向相对更加不利;提速货车在重车重心高度为2 400mm、货物重心横向偏移量为150mm、前后两转向架负重差为10t的最不利装载工况下,侧向通过12号提速道岔时不需限速运行。

C_(62BK)型货车经过小半径曲线的安全性试验研究

我国现行《铁路货物装载加固规则》规定重车重心高度超过2m时必须限速,不能满足目前我国铁路运输需求。小半径曲线是铁路线路中的薄弱环节,制定重车重心限制高度时必须对车辆通过小半径曲线这一运行工况进行深入研究。现以试验为依托,以脱轨系数、轮重减载率和轮轴横向力为判定标准,通过统计分析试验数据,对重车重心限制高度提高后C62BK型货车经过小半径曲线时的安全性进行研究,得出重车重心高度2.4m时,C62BK型货车通过小半径曲线时的安全技术条件。

我国乏燃料货包铁路运输限界相关问题研究

乏燃料货包铁路运输属于长大笨重货物运输,运输组织开展具有一定的难度。为保证乏燃料货包铁路运输安全高效,在铁路运输限界分析的基础上,探讨我国现有乏燃料运输货包的特点及主要参数,提出乏燃料铁路运输中车型选择的基本原则,结合现有铁路运输车辆参数给出乏燃料运输车型推荐。根据铁路超限货物运输相关法规的要求,对各种情况下运输组织的影响进行综合分析,提出货包重心高度、货包尺寸的取值范围,并对现有乏燃料运输货包铁路运输限界符合情况进行分析,为今后开展乏燃料铁路运输提供研究基础。

确定超限超长货物超限等级的实例二则分析

一件均匀的货物，长16800mm，使用60吨平车一车负重，一端突出，另以30吨平车一辆作游车，货物的一端突出3400mm（车长13400mm时）或3800mm（车长13000mm时）。