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货车动力学性能仿真及脱轨原因分析

李洪涛  
【摘要】: 提速和重载是我国铁路运输的发展方向,但提速以来,货车空车脱轨事故频频发生,给国家和人民的生命财产安全造成了重大的损失,本文针对空车脱轨这一实际情况对铁路货车动力学性能进行了认真地分析和讨论。 本论文采用动力学软件Adams/Rail对具有转8A转向架的车辆系统进行研究,通过对转8A转向架结构组成、各组成部件在实际运行过程中相互作用以及性能参数等方面细致地分析,建立了货车系统动力学模型。在该模型中,对转向架悬挂装置、楔块减振器和非线性接触等进行了合理有效的建模,对系统各组成部件运动自由度进行了充分细致的考虑,系统自由度总数达62个;并通过对横向模型和垂向模型分别选取算例进行计算,与相关文献结果比较,充分验证了模型的有效性和计算的准确性。 在此基础上,论文以该动力学模型为研究对象,进行了大量的仿真计算,对车辆在不同线路激励下运行时轮轨之间的相互作用和车辆各部件的响应规律进行了仿真分析,并对相关线路参数、车辆参数以及运行情况对主要性能参数的影响进行讨论,分析了影响车辆动力学性能的因素,其中线路激励主要选取车轮擦伤、谐波不平顺、曲线线路以及局部三角坑激励。 在第六章,本文以德国高干扰随机不平顺线路激励作为直线线路,对空车动力学性能进行了仿真计算,通过分析发现:对于空车工况,车辆脱轨主要是由于过大的轮重减载造成的。通过大量的计算,根据轮重减载率脱轨评定标准,货车空车当运行速度达到67km/h,有可能由于过大的轮重减载而发生脱轨事故,与实验结果比较接近。并在此基础上,讨论了车体重心、轴箱横向和纵向定位刚度、中央悬挂横向和纵向刚度等参数对轮重减载率的影响。


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