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长大下坡曲线地段重载机车车辆动力学性能及曲线几何参数研究
| 论文题名： | 长大下坡曲线地段重载机车车辆动力学性能及曲线几何参数研究 |
| 关键词： | 重载列车;动力学性能;曲线几何参数;长大下坡曲线地段 |
| 摘要： | 随着重载列车编组长度、轴重不断增加，长大下坡曲线地段等复杂线路条件下列车纵向冲动、轮轨动力作用及机车车辆安全性问题日趋突出，深入研究曲线参数与列车动力性能之间的关系十分必要。 本文针对上述问题，基于列车纵向动力学和三维车辆系统动力学理论，建立万吨长大编组混合重载列车模型，其中三维车辆间用三维车钩连接，一维与三维车辆间用单向钩缓系统连接，对重载列车在长大下坡曲线地段发生纵向冲动时机车车辆车钩摆角动态行为和轮轨作用力展开研究;并采用此模型分析不同曲线半径、缓和曲线长度、超高条件下的重载列车动力特性，探索长大下坡地段曲线设置的合理参数。主要研究成果如下: (1)列车纵向冲动对重载机车车辆车钩摆角和轮轨动态作用力有不同程度的影响，车钩纵向力增加到1000kN时，机车车辆车钩摆角增加2-5倍，轮轨横向力增加70％-90％，轮轴横向力增大幅度最为显著，增大10倍左右。 (2)长大编组重载列车在13‰长大下坡曲线地段紧急制动时，车钩摆角、轮轨作用力、磨耗指数及车轮表面疲劳指数等指标均在圆缓点或缓圆点处达到最大，机车运行性能比货车车辆差;相较惰行工况，机车车辆轮轨横向力和脱轨系数增长10-20％，轮轨垂向力受纵向冲动影响较小，增长率低于6％;纵向冲动对轮轨磨耗及车轮表面疲劳损伤最大，相较惰行工况，机车磨耗指数增长约1.5倍，货车增长60％，机车表面疲劳指数增长约16％，货车增长66％。 (3)增大圆曲线半径和缓和曲线长度，减小超高能有效改善重载列车行车性能和运行安全性。研究得到:曲线半径小于1000m时，减小半径将使重载列车行车性能迅速恶化，曲线半径超过1200m后，增大曲线半径对行车性能指标改善作用趋缓;缓和曲线长度小于150m时，减小缓和曲线长度导致轮轨作用力迅速增大，超过150m时，增大缓和曲线长度有利于提高机车车辆运行性能。增大圆曲线半径能有效减小轮轨磨耗和车轮表面疲劳损伤，缓和曲线长度和外轨超高变化对轮轨磨耗影响甚微。 重载铁路长大下坡地段圆曲线半径建议一般条件下不小于1200m，困难条件下取为1000m，缓和曲线长度建议不小于150m。 |
| 作者： | 任舒静 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 时瑾 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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