抗側(cè)滾扭桿失效狀態(tài)下時速200km客車車輛限界分析.pdf

1、隨著我國客車運(yùn)行速度的進(jìn)一步提高，車輛限界安全性問題更顯突出，車輛運(yùn)行在鐵路軌道上，來自軌道的激擾使車輛產(chǎn)生振動，車輛的振動又反過來使軌道產(chǎn)生振動，二者處于相互耦合相互激勵的狀態(tài)，最終導(dǎo)致車輛限界受到二者共同的影響。傳統(tǒng)的車輛限界計算僅考慮車輛系統(tǒng)振動，沒有將軌道系統(tǒng)考慮在內(nèi)，存在一定的局限性。再者，隨著車輛運(yùn)行速度的不斷提高，輪軌系統(tǒng)的振動加劇，基于靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)的分析方法不能完全滿足既有提速鐵路或者高速鐵路車輛限界的動態(tài)計算要求。另外

2、，國內(nèi)外現(xiàn)行車輛限界計算方法因在考慮基本因素的同時還增加了過多的盈余量，導(dǎo)致車輛限界范圍過大，計算結(jié)果偏于保守，使得工程造價偏高，造成資源的不必要浪費(fèi)。因此，在對比分析我國與國外車輛限界管理標(biāo)準(zhǔn)差異的基礎(chǔ)上，提出一種基于車輛-軌道耦合動力學(xué)理論的計算車輛限界的新方法，并應(yīng)用該方法，以中國鐵路實(shí)測軌道不平順譜為輸入激擾，分析了時速200km客車車輛在既有提速鐵路上運(yùn)行時，車輛對于不同運(yùn)行工況下的車輛限界。
　　論文首先對國內(nèi)外車輛限

3、界的研究現(xiàn)狀作了簡要介紹，根據(jù)現(xiàn)行的國家限界標(biāo)準(zhǔn)，分別繪制了GB146.1-83機(jī)車車輛限界標(biāo)準(zhǔn)和GB146.2-83建筑限界標(biāo)準(zhǔn)中給出的限界輪廓圖形，并在時速200km客車具體車輛參數(shù)的基礎(chǔ)上，計算了機(jī)車車輛限界標(biāo)準(zhǔn)最大容許制造寬度縮減量，根據(jù)該縮減量給出了客車車輛靜態(tài)限界和制造限界校核標(biāo)準(zhǔn);同時計算了建筑限界標(biāo)準(zhǔn)在不同半徑曲線軌道上內(nèi)外側(cè)的加寬值，根據(jù)加寬值分別給出了不同半徑曲線軌道的動態(tài)限界校核標(biāo)準(zhǔn)。
　　在綜合分析靜態(tài)限界

4、影響因素的基礎(chǔ)上，運(yùn)用數(shù)據(jù)預(yù)處理方法，研究了時速200km客車車輛靜態(tài)限界的計算方法，隨后繪制了客車制造限界和客車靜態(tài)限界最大輪廓線，進(jìn)而與縮減后的既有線機(jī)車車輛限界標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了對比分析。
　　運(yùn)用TTISIM仿真分析系統(tǒng)，分析了客車以不同速度通過既有提速鐵路直線線路時輪軌系統(tǒng)的動力響應(yīng)特性，校核了客車通過直線軌道時的限界安全問題。針對不同半徑曲線軌道，校核了客車以不同速度通過曲線軌道時的限界安全問題。結(jié)果表明:當(dāng)客車通過直線軌道時

5、，車輛動態(tài)包絡(luò)線隨速度的提高而增大，當(dāng)通過速度為160km/h、180km/h、200km/h時車輛限界安全;當(dāng)客車通過半徑為300m曲線軌道，通過速度分別為60km/h、80km/h、100km/h時，車輛限界安全;當(dāng)客車通過半徑為1000m曲線軌道，通過速度分別為80km/h、100km/h、120km/h時，車輛限界安全;當(dāng)客車通過半徑為3000m曲線軌道，通過速度分別為120km/h、160km/h、200km/h時，車輛限界安

6、全。
　　為了探明時速200km客車車輛在抗側(cè)滾扭桿失效狀態(tài)下車輛限界的動態(tài)變化，論文針對直線軌道，對比分析了抗側(cè)滾扭桿失效前后車輛動態(tài)包絡(luò)線的差異;針對不同半徑曲線軌道，對比分析了抗側(cè)滾扭桿失效前后同一半徑曲線相同速度下車輛動態(tài)包絡(luò)線的差異。結(jié)果表明:在直線軌道上，抗側(cè)滾扭桿失效后比不失效的車輛動態(tài)包絡(luò)線范圍稍大，對車體位移沒有太大影響;在曲線軌道上，抗側(cè)滾扭桿失效后比不失效的車輛動態(tài)包絡(luò)線偏移更大，對車體位移有很大影響，隨著半

7、徑的增加，影響減弱。
　　論文進(jìn)一步分析了抗側(cè)滾扭桿失效狀態(tài)下曲線通過速度對客車動態(tài)包絡(luò)線的影響。針對不同半徑曲線軌道，以車輛限界標(biāo)準(zhǔn)為判斷基準(zhǔn)，研究了客車在抗側(cè)滾扭桿失效情況下通過曲線軌道的安全速度。結(jié)果表明，抗側(cè)滾扭桿失效后，客車通過曲線半徑為300m、超高為120mm的曲線線路時，客車的安全速度為80km/h;客車通過曲線半徑為1000m、超高為100mm的曲線線路時，安全速度為140km/h;客車通過曲線半徑為3000m、