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铁路货车纵向载荷谱特性研究及应用
| 论文题名： | 铁路货车纵向载荷谱特性研究及应用 |
| 关键词： | 铁路货车;车辆结构;结构强度;纵向载荷谱 |
| 摘要： | 铁道车辆在线路运行中受到各种载荷的作用，其中纵向载荷是影响铁路货车性能的关键因素，是评估车辆结构强度的主要指标。为确保铁路货车的运行安全，国内外开展了大量铁路货车线路纵向载荷谱试验工作，但不同货车纵向载荷谱特性还需进一步研究，探究载荷谱与轴重、牵引吨位之间的关系，可以得到不同因素对车辆结构疲劳的影响，对车辆结构疲劳设计、强度评价和安全操纵等具有指导意义。本文依托我国通用线路C70货车、大秦线C80B货车，AAR90.7t漏斗车、FMG矿石车纵向载荷线路试验载荷谱，从载荷最大值和幅值频次作用下的疲劳损伤两个方面对比不同载荷谱特性。铁路货车在轴重、牵引吨位、编组方式、制动能力等方面均有区别，因此本文结合纵向动力学仿真方法研究单一因素对载荷谱特性的影响。 本研究主要内容包括：⑴利用不同铁路货车纵向载荷谱进行统计推断研究，得到最大纵向载荷值。对比不同货车载荷统计推断值，发现轴重越大，最大纵向载荷统计推断值越大;最大纵向载荷统计推断值随着牵引吨位的增大逐渐增大。⑵基于疲劳损伤分析不同纵向载荷谱特性，分别应用不同货车纵向载荷谱估算C80铝合金车体关键部位等效应力幅值。结果表明，车体关键部位的等效应力幅值随着轴重、牵引吨位的增大，基本呈增大趋势。⑶采用数值模拟方法，建立列车纵向动力学的数学仿真模型。以单编万吨列车为研究对象，分析了不同因素（轴重、牵引吨位、编组方式）对铁路货车纵向载荷的影响，得到同样编组情况下，轴重增大，会增大列车纵向载荷;增加列车牵引吨位会加剧列车纵向冲动;采用机车无线同步操纵技术能够缓解列车的纵向冲动。⑷结合有限元和纵向动力学仿真方法，对车体进行瞬态分析，得到关键点动应力和等效应力幅值。结构关键点动应力和等效应力幅值随着轴重、牵引吨位的增大而增大，轴重和牵引吨位是车辆结构疲劳损伤十分重要的影响因素;采用机车无线同步操纵技术能够减小关键点动应力和等效应力幅值。综合结果可以说明牵引吨位、轴重和编组方式会影响载荷作用大小、频次和循环作用引起的疲劳损伤。 |
| 作者： | 路梓照 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 王曦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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