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

1、隨著我國(guó)客車運(yùn)行速度的進(jìn)一步提高，車輛限界安全性問(wèn)題更顯突出，車輛運(yùn)行在鐵路軌道上，來(lái)自軌道的激擾使車輛產(chǎn)生振動(dòng)，車輛的振動(dòng)又反過(guò)來(lái)使軌道產(chǎn)生振動(dòng)，二者處于相互耦合相互激勵(lì)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(jì)算僅考慮車輛系統(tǒng)振動(dòng)，沒(méi)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(dòng)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(dòng)態(tài)計(jì)算要求。另外

2、，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行車輛限界計(jì)算方法因在考慮基本因素的同時(shí)還增加了過(guò)多的盈余量，導(dǎo)致車輛限界范圍過(guò)大，計(jì)算結(jié)果偏于保守，使得工程造價(jià)偏高，造成資源的不必要浪費(fèi)。因此，在對(duì)比分析我國(guó)與國(guó)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(dòng)力學(xué)理論的計(jì)算車輛限界的新方法，并應(yīng)用該方法，以中國(guó)鐵路實(shí)測(cè)軌道不平順譜為輸入激擾，分析了時(shí)速200km客車車輛在既有提速鐵路上運(yùn)行時(shí)，車輛對(duì)于不同運(yùn)行工況下的車輛限界。
　　論文首先對(duì)國(guó)內(nèi)外車輛限

3、界的研究現(xiàn)狀作了簡(jiǎn)要介紹，根據(jù)現(xiàn)行的國(guó)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(shí)速200km客車具體車輛參數(shù)的基礎(chǔ)上，計(jì)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(shí)計(jì)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(dòng)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(shí)速200km客車車輛靜態(tài)限界的計(jì)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(duì)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(guò)既有提速鐵路直線線路時(shí)輪軌系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)特性，校核了客車通過(guò)直線軌道時(shí)的限界安全問(wèn)題。針對(duì)不同半徑曲線軌道，校核了客車以不同速度通過(guò)曲線軌道時(shí)的限界安全問(wèn)題。結(jié)果表明:當(dāng)客車通過(guò)直線軌道時(shí)

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

6、全。
　　為了探明時(shí)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(dòng)態(tài)變化，論文針對(duì)直線軌道，對(duì)比分析了抗側(cè)滾扭桿失效前后車輛動(dòng)態(tài)包絡(luò)線的差異;針對(duì)不同半徑曲線軌道，對(duì)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(dòng)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(dòng)態(tài)包絡(luò)線范圍稍大，對(duì)車體位移沒(méi)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(dòng)態(tài)包絡(luò)線偏移更大，對(duì)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(guò)速度對(duì)客車動(dòng)態(tài)包絡(luò)線的影響。針對(duì)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(guò)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(guò)曲線半徑為300m、超高為120mm的曲線線路時(shí)，客車的安全速度為80km/h;客車通過(guò)曲線半徑為1000m、超高為100mm的曲線線路時(shí)，安全速度為140km/h;客車通過(guò)曲線半徑為3000m、