重載列車縱向和橫向載荷研究.pdf

1、重載運輸是世界鐵路貨物運輸技術(shù)發(fā)展的重要方向。自20世紀(jì)60年代以來，世界上幅員遼闊且貨運量大的國家都開行了重載列車。近年來，我國國民經(jīng)濟發(fā)展迅速，貨物運量劇增，對鐵路運輸能力提出了更高的要求。
　　 發(fā)展高速重載運輸，是我國提高鐵路運輸效率、降低運營成本的主要手段。隨著重載運輸?shù)陌l(fā)展，我國將來極有可能開發(fā)更大軸重的2萬噸或牽引噸數(shù)更高的重載貨運列車。但隨著機車牽引噸數(shù)和列車長度的增加，車體和車鉤緩沖裝置所承受的縱向、橫向動態(tài)載

2、荷急劇增大。急劇增大的車輛縱向、橫向載荷，不僅加劇了車體及車鉤緩沖系統(tǒng)部件的直接損傷和在動載荷作用力下的疲勞破壞，嚴(yán)重時還會造成斷鉤或脫鉤，影響列車運行時的安全可靠性。因此，有必要對重載列車的縱向及橫向載荷進行研究，以保證重載列車運行的安全。
　　 基于以上原因，本文開展對重載列車的縱向和橫向載荷的研究。具體來說，本論文主要做了以下幾方面的研究:
　　 1.根據(jù)列車縱向動力學(xué)理論建立了列車縱向動力學(xué)仿真計算模型，模型中充

3、分考慮了列車所受的各種作用力，建立了列車的縱向動力學(xué)方程組，并采用標(biāo)準(zhǔn)四階龍格-庫塔法對其進行求解。
　　 2.對不同牽引重量的編組列車在不同工況下進行縱向車鉤力的仿真計算。結(jié)果表明，單編列車牽引工況下最大車鉤力為拉鉤力，出現(xiàn)在列車前部，制動工況時最大壓鉤力出現(xiàn)在列車的約2/3處;較小的車鉤間隙有利于減小最大車鉤力的數(shù)值;“1+2+1”組合重載列車同步制動的動力學(xué)性能優(yōu)于滯后2s制動，列車在低速運行的狀態(tài)下實施緊急制動會產(chǎn)生較大

4、的車鉤力。
　　 3.根據(jù)車輛在曲線上的位置，計算出縱向車鉤力的橫向分量，并將橫向分量轉(zhuǎn)換到心盤處;根據(jù)三大件貨車轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)特點，適當(dāng)簡化自由度，建立了橫向動力學(xué)模型;根據(jù)Hertz接觸理論和Kalker線性蠕滑理論，求得輪軌間蠕滑力;采用Newmark顯式積分法對動力學(xué)模型進行求解。
　　 4.對貨車進行曲線通過仿真計算，通過改變線路的緩和曲線長度和曲線半徑，分析其對車輛曲線通過動力學(xué)性能所產(chǎn)生的影響。結(jié)果表明，當(dāng)車