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基于车辆-轨道耦合动力学模型的轨道叠加不平顺影响分析及管理限值研究
| 论文题名： | 基于车辆-轨道耦合动力学模型的轨道叠加不平顺影响分析及管理限值研究 |
| 关键词： | 轨道叠加不平顺;仿真分析;车辆-轨道耦合动力学模型;限值研究 |
| 摘要： | 目前国内外轨道不平顺管理标准以单项不平顺幅值为主，但轨道现场实际往往存在各种类型的空间耦合叠加不平顺，轨道叠加不平顺对轮轨接触关系、列车运行品质的影响机理更为复杂，这使得列车安全平稳运行存在一些隐患。本文通过构建车辆-轨道耦合动力学模型，利用UM仿真软件将现实问题模型化，通过仿真模型研究现实问题，研究不同的复合不平顺组合工况对车辆的动力学响应，研究其规律并提出相应的管理方法和管理值，主要研究工作和结论如下： （1）通过UM仿真软件分别建立高速动车组、普速客车、货车车辆动力学仿真模型，将仿真计算结果与动力学响应实测数据进行对比分析，结果表明实测数据与仿真结果吻合性良好。并引入脱轨事故案例进行仿真，进一步验证了模型仿真计算结果的可适用性。 （2）通过设置不同的复合不平顺组合工况对直线及曲线地段的7个不同速度等级的线路进行模拟，并分别对直线、曲线地段各种复合不平顺组合类型、垂横向不平顺间隔距离等的车辆动力学响应影响规律进行研究。 对于直线线路：不同的复合不平顺组合类型对垂向动力学指标基本无较大增幅影响，水平-右轨向复合不平顺形式相较于单项不平顺对横向动力响应增幅最明显。除车体横向加速度外，直线地段的垂横向不平顺叠加效应影响距离范围均在20m范围之内，但车体横向加速度影响距离范围则会增大到50m。 对于各速度等级最小半径曲线线路：不同的复合不平顺组合类型对各项垂向动力学指标基本无增幅影响；但对于脱轨系数、轮轴横向力、车体横向加速度等横向动力学性能指标有一定程度的增幅影响。小半径曲线地段的垂横单项不平顺叠加效应影响距离范围明显大于直线、大半径曲线地段，最大数值也达到50m。 （3）通过UM动力学仿真计算的方法，以轨道复合不平顺模型输入为轨道激励，分析普速铁路直线、曲线区段的复合不平顺量值对客、货运行安全性的影响规律：圆缓点为曲线通过时的最不利位置，轨向+水平这种组合方式是产生运行安全风险的最不利情况，且货车轻车通过安全风险要大于客车、货车重车情况。 （4）根据不同类型的复合不平顺对车辆动力学响应影响规律，借鉴美国对复合不平顺的管理规律，以50m为区间，提取高低、轨向、水平、三角坑与临时补修标准值的组合进行求和，作为复合不平顺的值，并进行了实际应用。 |
| 作者： | 严录录 |
| 专业： | 交通运输 |
| 导师： | 杨飞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国铁道科学研究院 |
| 学位年度： | 2022 |
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