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原文传递抗侧滚扭杆失效状态下时速200km客车车辆限界分析

论文题名：	抗侧滚扭杆失效状态下时速200km客车车辆限界分析
关键词：	高速客车;车辆限界;耦合动力学;抗侧滚扭杆;失效状态
摘要：	随着我国客车运行速度的进一步提高，车辆限界安全性问题更显突出，车辆运行在铁路轨道上，来自轨道的激扰使车辆产生振动，车辆的振动又反过来使轨道产生振动，二者处于相互耦合相互激励的状态，最终导致车辆限界受到二者共同的影响。传统的车辆限界计算仅考虑车辆系统振动，没有将轨道系统考虑在内，存在一定的局限性。再者，随着车辆运行速度的不断提高，轮轨系统的振动加剧，基于静态或准静态的分析方法不能完全满足既有提速铁路或者高速铁路车辆限界的动态计算要求。另外，国内外现行车辆限界计算方法因在考虑基本因素的同时还增加了过多的盈余量，导致车辆限界范围过大，计算结果偏于保守，使得工程造价偏高，造成资源的不必要浪费。因此，在对比分析我国与国外车辆限界管理标准差异的基础上，提出一种基于车辆-轨道耦合动力学理论的计算车辆限界的新方法，并应用该方法，以中国铁路实测轨道不平顺谱为输入激扰，分析了时速200km客车车辆在既有提速铁路上运行时，车辆对于不同运行工况下的车辆限界。　　论文首先对国内外车辆限界的研究现状作了简要介绍，根据现行的国家限界标准，分别绘制了GB146.1-83机车车辆限界标准和GB146.2-83建筑限界标准中给出的限界轮廓图形，并在时速200km客车具体车辆参数的基础上，计算了机车车辆限界标准最大容许制造宽度缩减量，根据该缩减量给出了客车车辆静态限界和制造限界校核标准;同时计算了建筑限界标准在不同半径曲线轨道上内外侧的加宽值，根据加宽值分别给出了不同半径曲线轨道的动态限界校核标准。　　在综合分析静态限界影响因素的基础上，运用数据预处理方法，研究了时速200km客车车辆静态限界的计算方法，随后绘制了客车制造限界和客车静态限界最大轮廓线，进而与缩减后的既有线机车车辆限界标准进行了对比分析。　　运用TTISIM仿真分析系统，分析了客车以不同速度通过既有提速铁路直线线路时轮轨系统的动力响应特性，校核了客车通过直线轨道时的限界安全问题。针对不同半径曲线轨道，校核了客车以不同速度通过曲线轨道时的限界安全问题。结果表明:当客车通过直线轨道时，车辆动态包络线随速度的提高而增大，当通过速度为160km/h、180km/h、200km/h时车辆限界安全;当客车通过半径为300m曲线轨道，通过速度分别为60km/h、80km/h、100km/h时，车辆限界安全;当客车通过半径为1000m曲线轨道，通过速度分别为80km/h、100km/h、120km/h时，车辆限界安全;当客车通过半径为3000m曲线轨道，通过速度分别为120km/h、160km/h、200km/h时，车辆限界安全。　　为了探明时速200km客车车辆在抗侧滚扭杆失效状态下车辆限界的动态变化，论文针对直线轨道，对比分析了抗侧滚扭杆失效前后车辆动态包络线的差异;针对不同半径曲线轨道，对比分析了抗侧滚扭杆失效前后同一半径曲线相同速度下车辆动态包络线的差异。结果表明:在直线轨道上，抗侧滚扭杆失效后比不失效的车辆动态包络线范围稍大，对车体位移没有太大影响;在曲线轨道上，抗侧滚扭杆失效后比不失效的车辆动态包络线偏移更大，对车体位移有很大影响，随着半径的增加，影响减弱。　　论文进一步分析了抗侧滚扭杆失效状态下曲线通过速度对客车动态包络线的影响。针对不同半径曲线轨道，以车辆限界标准为判断基准，研究了客车在抗侧滚扭杆失效情况下通过曲线轨道的安全速度。结果表明，抗侧滚扭杆失效后，客车通过曲线半径为300m、超高为120mm的曲线线路时，客车的安全速度为80km/h;客车通过曲线半径为1000m、超高为100mm的曲线线路时，安全速度为140km/h;客车通过曲线半径为3000m、超高为90mm的曲线线路时，安全速度为225km/h。
作者：	马荣成
专业：	交通运输工程
导师：	王开云
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文