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由于漏斗车具有车辆周转快、卸货效率高等特点,因此在电厂、矿区、码头等装卸地点较固定的地方得到应用广泛。然而,随着铁路车辆向着高速、重载方向发展,部分漏斗车车体出现侧墙外胀、端墙墙体支撑根部破裂等问题,该问题对铁路货车的运输安全构成了较大的威胁。我国现行铁路货车标准TB/T1335-1996《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》中,只规定了垂直墙体的侧压力求解方式,对具有圆弧包板式结构的漏斗车,车体的侧压力的求解方式尚不完善。因此,本文以某型圆弧包板式煤炭漏斗车为研究对象,研究散体煤对漏斗车车体的静、动侧压力的大小及其分布规律,为完善我国漏斗车的侧压力计算标准提供技术储备,同时为漏斗车车体结构的优化设计提供指导。本文具体研究内容如下:1)采用水平层分析法,分别建立了煤炭漏斗车倾斜式端墙和圆弧包板式侧墙的静侧压力数学模型。运用建立的静侧压力数学模型,对煤炭漏斗车端、侧墙的静侧压力大小及其分布规律进行了理论研究,并分析了端墙倾斜角度、散体煤内摩擦角、散体煤与漏斗车车体间的摩擦角变化对静侧压力分布规律的影响。2)基于离散单元法,建立了满载时的煤炭漏斗车整车离散元模型,对散体煤作用于漏斗车端、侧墙的静侧压力大小及其分布规律进行了仿真研究,并分析了散体煤内摩擦角、散体煤与漏斗车车体间的摩擦角变化对静侧压力大小和分布规律的影响。研究结果表明,通过仿真得出的漏斗车端、侧墙的静侧压力大小及其分布规律同理论求解结果基本一致,端墙的静侧压力呈现线性分布趋势,侧墙的静侧压力呈现非线性的凹曲线形式分布趋势。3)低速卸料过程中散体煤对漏斗车车体的动压力研究。运用离散单元法,建立了2km/h匀速运行下的漏斗车卸料试验仿真模型,并将仿真获得的卸料时间同试验卸料时间进行对比,从而验证漏斗车卸料试验仿真模型的准确性。运用上述漏斗车卸料试验仿真模型,研究了5km/h运行卸货状态下漏斗车车体的动压力情况。4)运用水平层分析法,建立了冲击作用下的煤炭漏斗车端墙的动侧压力数学模型。利用上述模型,对散体煤内摩擦角、冲击加速度、散体煤与墙体之间的摩擦角变化下,散体煤对煤炭漏斗车端、侧墙的动侧压力变化规律进行了研究。

关键词：散体煤漏斗车水平层分析法侧压力低速卸料

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