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轴重提升对重载货车小半径曲线通过性能的影响

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铁道建筑 2025年

作者：徐建喜李若愚潘博雅杨志达何庆烈国能铁路装备有限责任公司府谷工务机械段西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室

为确保轴重提升后车辆通过重载铁路小半径曲线区段的运行安全，基于车辆-轨道耦合动力学理论建立理论分析模型，开展不同曲线超高和轴重条件下的仿真计算，分析曲线未平衡超高和轴重提升对车体振动加速度、轮轨力、脱轨系数、轮重减载... 详细信息

为确保轴重提升后车辆通过重载铁路小半径曲线区段的运行安全，基于车辆-轨道耦合动力学理论建立理论分析模型，开展不同曲线超高和轴重条件下的仿真计算，分析曲线未平衡超高和轴重提升对车体振动加速度、轮轨力、脱轨系数、轮重减载率以及钢轨动态位移的影响。结果表明：曲线区段两侧车轮位置的动力学指标幅值和变化趋势差异较大，动力学评估时需兼顾两侧的指标；轴重提升会造成轮轨相互作用明显加剧，但会降低脱轨系数、轮重减载率等安全性指标；小半径曲线区段的钢轨横向变形对轴重变化不敏感，主要受未平衡超高的影响，而钢轨垂向变形同时受未平衡超高和轴重提升的影响。不能保证平衡超高运行时，建议未平衡超高设为不超过20 mm的欠超高，以同时减小两侧钢轨动态变形。

关键词：重载铁路曲线通过性能数值模拟动力学指标轴重提升小半径曲线欠超高

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风载作用下高速列车曲线通过性能研究

中国铁道科学 2024年第2期45卷 146-154页

作者：白鑫孙丽霞王友彪周春阳池长欣中国铁道科学研究院集团有限公司铁道科学技术研究发展中心北京100081 高速铁路与城轨交通系统技术国家工程研究中心轮轨关系实验室北京100081

在风载和曲线欠超高叠加的不利工况下,高速列车的运行安全性表现出复杂的变化规律,因此需要针对风载作用下高速列车的曲线通过安全性进行深入研究。采用空气动力学和车辆动力学相结合的分析方法,考虑车速和风速变化、实际轮轨匹配及线... 详细信息

在风载和曲线欠超高叠加的不利工况下,高速列车的运行安全性表现出复杂的变化规律,因此需要针对风载作用下高速列车的曲线通过安全性进行深入研究。采用空气动力学和车辆动力学相结合的分析方法,考虑车速和风速变化、实际轮轨匹配及线路激励情况,建立瞬态风载模型、横风作用下高速列车空气动力学模型及车辆动力学模型;对高速列车在不同车速和风速作用下的气动载荷变化规律进行分析,并对其以不同速度通过不同欠超高曲线线路时的脱轨系数、轮重减载率和轮轴横向力等车辆关键动力学参数的变化规律进行分析,研究风载和曲线欠超高对高速列车脱轨和倾覆的影响。结果表明:风速变化引起的侧向力系数变化幅度大于车速;在风载和曲线欠超高叠加的不利工况下,除轮重减载率安全裕量明显降低外,轮轴横向力的安全裕量也降低,且车辆关键悬挂部件工作状态恶化,其中二系横向止档的位移迅速增大且工作状态接近压并,左右两侧空气弹簧压力差也迅速增大,车辆动力学性能的安全裕量明显下降。

关键词：高速列车风载曲线通过性能曲线欠超高侧向力系数脱轨系数轮重减载率轮轴横向力

基于RSM模型及NSGA-Ⅱ算法的低地板车辆曲线通过性能优化

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铁道学报 2017年第3期39卷 25-30页

作者：杨阳丁军君李芾戚壮蒋宽西南交通大学机械工程学院四川成都610031 广州电力机车有限公司技术中心广东广州510850

为了提高优化效率并改变通过单一参数变化对车辆动力学性能进行优化的方式,提出一种基于RSM近似模型及NSGA-Ⅱ遗传算法的车辆曲线通过性能优化方法,以获得更加精确的结果并缩短设计周期。通过建立70%低地板有轨电车动力学模型,以悬挂参... 详细信息

为了提高优化效率并改变通过单一参数变化对车辆动力学性能进行优化的方式,提出一种基于RSM近似模型及NSGA-Ⅱ遗传算法的车辆曲线通过性能优化方法,以获得更加精确的结果并缩短设计周期。通过建立70%低地板有轨电车动力学模型,以悬挂参数为设计变量,以曲线通过性能指标为响应拟合其RSM近似模型,在近似模型的基础上对曲线通过性能进行多参数、多目标优化。优化结果表明,与原始设计优化方式相比,轮轨横向力、轮轴横向力、脱轨系数及轮重减载率均有不同程度的降低,且优化效率得到大幅提高。

关键词：低地板车辆 RSM模型 NSGA-Ⅱ遗传算法曲线通过性能性能优化

弹性阻尼耦合轮对曲线通过性能及轮轨磨耗分析

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铁道学报 2013年第6期35卷 35-39页

作者：王军平黄运华胡巧兰鲁滔施璐中铁物总技术有限公司北京100032 西南交通大学机械工程学院四川成都610031 新疆油田公司百口泉采油厂新疆克拉玛依834000

耦合轮对是一种有别于传统轮对和独立旋转车轮的新型轮轨导向系统,其动力学性能也与二者存在差异。本文建立弹性阻尼耦合轮对(EDCW)车辆的动力学模型,对其曲线通过性能及轮轨磨耗进行分析,并给出耦合度的最佳取值范围。结果表明:导向轮... 详细信息

耦合轮对是一种有别于传统轮对和独立旋转车轮的新型轮轨导向系统,其动力学性能也与二者存在差异。本文建立弹性阻尼耦合轮对(EDCW)车辆的动力学模型,对其曲线通过性能及轮轨磨耗进行分析,并给出耦合度的最佳取值范围。结果表明:导向轮对轮轨作用力与磨耗随耦合度的增加而减小,跟随轮对轮轨作用力随耦合度的增加而增大。当选用恰当的耦合度时,弹性阻尼耦合轮对(EDCW)的应用能够有效减小轮轨作用力和磨耗的最大值,从而改善转向架的曲线通过性能。

关键词：弹性阻尼耦合轮对曲线通过性能轮轨磨耗

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磁流体耦合轮对转向架曲线通过性能的研究

铁道学报 2002年第4期24卷 28-33页

作者：池茂儒王开文傅茂海倪文波张卫华西南交通大学机车车辆研究所四川成都610031 西南交通大学牵引动力国家重点试验室四川成都610031

建立了磁流体耦合轮对转向架车辆的动力学计算模型 ,利用数值模拟方法对比较恶劣的小半径曲线通过工况进行了动态仿真计算 ,找出了磁流体耦合轮对转向架前后轮对的耦合度对曲线通过性能的影响规律。通过对传统固定轮对转向架、独立车轮... 详细信息

建立了磁流体耦合轮对转向架车辆的动力学计算模型 ,利用数值模拟方法对比较恶劣的小半径曲线通过工况进行了动态仿真计算 ,找出了磁流体耦合轮对转向架前后轮对的耦合度对曲线通过性能的影响规律。通过对传统固定轮对转向架、独立车轮转向架、磁流体耦合轮对转向架曲线通过性能的比较。

关键词：列车磁流体耦合轮对小半径曲线曲线通过性能转向架

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基于速差反馈的独立车轮曲线通过性能分析

振动与冲击 2018年第23期37卷 126-132,156页

作者：李浩天池茂儒梁树林吴兴文西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031

为解决独立车轮在直线和大半径曲线上的自导向能力不足和耦合轮对在小半径曲线上通过能力有限的问题,从胎-地接触力学角度分析了汽车差速器差速原理,引出了机械差速器和等转矩分配差速策略应用于铁道车辆的适应性。根据车轮运动状态,理... 详细信息

为解决独立车轮在直线和大半径曲线上的自导向能力不足和耦合轮对在小半径曲线上通过能力有限的问题,从胎-地接触力学角度分析了汽车差速器差速原理,引出了机械差速器和等转矩分配差速策略应用于铁道车辆的适应性。根据车轮运动状态,理论推导了曲线半径分界点的存在。提出了一种独立车轮电差速控制方法,建立了独立车轮轻轨车辆的动力学模型和基于速差反馈的控制模型,并根据电机特性,选取控制系统关键参数。通过SIMAT联合仿真,分析了不同半径下独立车轮轻轨车辆的曲线通过性能。结果表明:通过小半径曲线时,差速轮对曲线通过性能较优,动力学行为类似于独立车轮;通过大半径曲线时,同速轮对曲线通过性能较优,自导向能力和动力学行为类似于耦合轮对;通过中等半径曲线时,两种控制方式的车轮曲线通过性能差距缩小,且存在交叉互换的曲线半径分界区,分界区位于500～600 m。

关键词：独立车轮差速原理速差控制轮对曲线通过性能滑模控制

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

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铁道学报 2021年第4期43卷 15-24页

作者：张舵汤银英彭其渊吴嘉杨黄成西南交通大学交通运输与物流学院四川成都611756 西南交通大学综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室四川成都611756 中国中铁二院有限责任公司四川成都610031

《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 ... 详细信息

《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。

关键词：刚性加固重车重心 VI-Rail 动力学仿真曲线通过性能

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独立旋转车轮转向架曲线通过性能研究

中国铁道科学 2001年第6期22卷 7-12页

作者：黄运华李芾傅茂海西南交通大学牵引动力研究中心四川成都610031

独立旋转车轮能够消除轮轨间的纵向蠕滑 ,理论上不存在蛇行运动 ,故在直线上可以获得较高的临界速度 ,在曲线上可使因纵向蠕滑而产生的轮轨噪音消失。与传统轮对相比 ,独立旋转车轮缺乏由纵向蠕滑力而产生的导向力矩 ,故在曲线上无自导... 详细信息

独立旋转车轮能够消除轮轨间的纵向蠕滑 ,理论上不存在蛇行运动 ,故在直线上可以获得较高的临界速度 ,在曲线上可使因纵向蠕滑而产生的轮轨噪音消失。与传统轮对相比 ,独立旋转车轮缺乏由纵向蠕滑力而产生的导向力矩 ,故在曲线上无自导向功能 ,基本上只能靠轮缘导向。曲线通过性能是车辆动力学研究领域中的重要课题之一。车辆由直线进入曲线 ,特别是通过缓和曲线时 ,由于受到线路的各种激扰 ,轮轨间将产生复杂的作用力 ,对车辆的曲线通过性能产生极大的影响。本文建立独立旋转车轮转向架车辆的动力学计算模型 ,模拟实际线路 ,利用数值模拟方法对车辆通过曲线的全过程进行动态仿真计算 ,得出独立旋转车轮转向架和传统轮对转向架曲线通过的动力学响应值。通过对两种转向架曲线通过时的轮轨横向力、脱轨稳定性及轮轨磨耗等动力学性能进行分析比较。

关键词：铁路车辆曲线通过性能独立旋转车轮转向架

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钢轨打磨车辆曲线通过性能研究

机械设计 2016年第3期33卷 48-52页

作者：张科元吴磊王文健张青文广刘启跃西南交通大学摩擦学研究所四川成都610031 西南交通大学峨眉校区机械工程系四川峨眉614202

由于钢轨打磨列车作业时运行速度低于一般曲线的设计速度,因此车辆在曲线上作业时会出现过超高现象。采用多体系统动力学软件Simpack建立钢轨打磨车辆的非线性模型,研究高速大半径和山区小半径两种线路工况下,曲线超高、半径和曲线通过... 详细信息

由于钢轨打磨列车作业时运行速度低于一般曲线的设计速度,因此车辆在曲线上作业时会出现过超高现象。采用多体系统动力学软件Simpack建立钢轨打磨车辆的非线性模型,研究高速大半径和山区小半径两种线路工况下,曲线超高、半径和曲线通过速度对打磨车辆曲线通过性能的影响。结果表明:打磨车辆在曲线上作业时各项动力学指标均符合国家标准规定的限值;高速大半径线路工况下,曲线超高是影响打磨车辆曲线通过性能的主要因素;山区小半径线路工况下,曲线半径成为主要因素;打磨车辆作业速度对曲线通过性能影响不明显。

关键词：钢轨打磨车辆动力学行为曲线通过性能超高