检索结果-内蒙古大学图书馆

铁道学报 2001年第2期23卷 17-26页

作者：翟婉明陈果西南交通大学列车与线路研究所南京航空航天大学民航学院

分析比较了目前国际上常用的车辆脱轨评价标准的特点及其不足，指出我国现行国家标准GB 5599—85评判车辆脱轨所存在的突出问题，在此基础上提出直接根据车轮抬升量评判脱轨的原理与方法。运用车辆-轨道耦合动力学理论，对单轮对爬轨脱... 详细信息

分析比较了目前国际上常用的车辆脱轨评价标准的特点及其不足，指出我国现行国家标准GB 5599—85评判车辆脱轨所存在的突出问题，在此基础上提出直接根据车轮抬升量评判脱轨的原理与方法。运用车辆-轨道耦合动力学理论，对单轮对爬轨脱轨和跳轨脱轨过程进行了计算仿真，得出脱轨系数超限时间与车轮抬升量之间的关系，提出最大允许超限时间为35 ms的安全准则，并进行了实际线路工况下整车轮轨相互作用脱轨仿真验证。最后提出针对我国车辆脱轨评判的建议标准及其实施细则。

关键词：脱轨脱轨准则车轮抬升量脱轨系数轮轨动力学

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基于几何指标的高速铁路桥上列车地震安全性评判方法

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振动与冲击 2020年第17期39卷 57-63页

作者：雷虎军黄炳坤刘伟福建工程学院土木工程学院福州350118 福建省土木工程新技术与信息化重点实验室福州350118

地震荷载作用下如何评判桥上列车的行车安全性关系到高速铁路线路的运营安全。基于车轮-钢轨间的几何约束关系,在原有列车-轨道-桥梁-地震分析系统TTBSAS中引入列车行车安全性评判的几何指标—接触点横移量和车轮抬升量,通过输入实测地... 详细信息

地震荷载作用下如何评判桥上列车的行车安全性关系到高速铁路线路的运营安全。基于车轮-钢轨间的几何约束关系,在原有列车-轨道-桥梁-地震分析系统TTBSAS中引入列车行车安全性评判的几何指标—接触点横移量和车轮抬升量,通过输入实测地震波系统研究了接触点横移量和车轮抬升量随地震动强度的变化规律,并提出了基于几何指标的列车地震安全性评判方法。结果表明:采用传统的脱轨系数和轮重减载率指标评判地震作用下桥上列车的行车安全性过于保守;车轮抬升量对地震动强度的变化更敏锐,更适合评判地震作用下桥上列车的行车安全性;依据车轮抬升量将列车的行车安全性划分为安全、危险和脱轨3个状态较为合理,对于该计算条件,当地震动强度为0.1 g时,其安全、危险和脱轨车速分别速为225 km/h、250 km/h、375 km/h。该研究成果为灾变荷载作用下桥上列车的行车安全性评定提供了新思路。

关键词：高速铁路桥梁车桥耦合振动行车安全性接触点横移量车轮抬升量

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地震下高速铁路简支桥梁行车安全指标研究

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土木工程学报 2022年第7期55卷 66-76页

作者：刘祥蒋丽忠向平赖智鹏福建工程学院福建福州350118 中南大学湖南长沙410075

我国高速铁路线路分布广阔,有一部分跨越地震设防区域,且桥梁占线比重高,因此当地震发生时,会威胁到桥上高速列车的行车安全性。目前,国内在基于列车安全行驶的高速铁路桥梁抗震设计方面仍无相关规范及标准。文章旨在提出对应的行车安... 详细信息

我国高速铁路线路分布广阔,有一部分跨越地震设防区域,且桥梁占线比重高,因此当地震发生时,会威胁到桥上高速列车的行车安全性。目前,国内在基于列车安全行驶的高速铁路桥梁抗震设计方面仍无相关规范及标准。文章旨在提出对应的行车安全指标,供设计人员及研究人员参考、使用。通过数值方法建立地震下列车-桥梁系统振动模型,讨论列车非线性悬挂的必要性,并基于轨面响应及轮轨相对位移量筛选最优指标,最后计算出不同桥梁周期、不同列车速度下的桥梁轨面动力响应指标限值,其中将桥梁自振周期分为三个阶段,即短周期阶段(0.1~0.7s)采用轨面HI指标,中等周期阶段(0.7~1.5s)采用轨面PV指标,长周期阶段(1.5~1.9s)采用轨面SaT_(1)指标。将得到的指标与基于轮轨力准则得到的指标对比表明:基于轮轨力准则得到的指标较为保守,根据此特点建议采用两级指标,相关人员可快速且方便地评判行车安全性能。

关键词：高速铁路桥梁行车安全抗震设计指标车轮抬升量

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铁路脱轨预警的尖点突变理论

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机械科学与技术 2022年第10期41卷 1490-1495页

作者：张文静张卜许莎刘学文上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201620

为了能更好的预测车辆的运行安全性,现基于突变理论讨论了列车在曲线处由稳定运行到完全脱轨的状态突变过程。考虑车轮抬升量和轮轨横向力对列车运行状态的影响,建立了尖点突变模型,通过分叉集给出了列车在曲线处发生脱轨的危险区域。应... 详细信息

为了能更好的预测车辆的运行安全性,现基于突变理论讨论了列车在曲线处由稳定运行到完全脱轨的状态突变过程。考虑车轮抬升量和轮轨横向力对列车运行状态的影响,建立了尖点突变模型,通过分叉集给出了列车在曲线处发生脱轨的危险区域。应用SIMPACK软件建立车辆系统仿真模型,通过改变曲线半径的大小,分析车轮抬升量和轮轨横向力随时间的变化情况。将不同工况下获得的控制变量的值与尖点突变理论的分叉集进行对比分析,结果表明:曲线半径过小时,车轮抬升量和轮轨横向力均会超出极限值,此时,列车就会脱离轨道。由此验证了突变理论模型在列车脱轨预警上应用的有效性。

关键词：尖点突变理论列车脱轨车轮抬升量轮轨横向力分叉集

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动车所小半径曲线脱轨安全性研究

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铁道机车车辆 2020年第4期40卷 39-46页

作者：侯茂锐秦娟兰中国铁道科学研究院集团有限公司铁道科学技术研究发展中心北京100081 湖北铁道运输职业学院武汉430064

车辆以较低的速度通过小半径曲线时常会发生脱轨事故,为了研究动车组在动车所内小半径曲线脱轨的特性,应用多体动力学软件建立了8辆编组的CRH5型动车组仿真模型,考虑了悬挂参数和车钩缓冲装置的非线性特性。在某动车所半径250 m的曲线... 详细信息

车辆以较低的速度通过小半径曲线时常会发生脱轨事故,为了研究动车组在动车所内小半径曲线脱轨的特性,应用多体动力学软件建立了8辆编组的CRH5型动车组仿真模型,考虑了悬挂参数和车钩缓冲装置的非线性特性。在某动车所半径250 m的曲线进行了仿真模型的验证试验,应用MiniProf钢轨廓形仪和轨道几何状态测试手推车分别测试了钢轨磨耗和线路的轨道几何状态,将其作为仿真模型的输入参数;在钢轨轨腰粘贴应变片,利用应变片测试原理进行地面轮轨垂直力和水平力测试,应用现场测试数据对仿真模型进行验证,发现计算结果与试验结果吻合较好。应用该仿真模型分析了曲线连续正矢差、轨道几何状态及轮轨型面对车辆脱轨的影响,结果表明:(1)曲线连续正矢差对脱轨系数和横向力影响较大,对轮重减载率影响较小;(2)新车轮与磨耗钢轨接触时的脱轨系数增大约40%;(3)较大的轨道高低不平顺容易引发车辆爬轨脱轨,应严格控制小半径曲线外股的高低偏差;(4)对于CRH5型动车组,由于5车质量较轻,5车的车轮抬升量较其他车增大约35%,使得通过曲线的脱轨安全裕度减小。

关键词：铁路小半径曲线脱轨安全性曲线正矢车轮抬升量

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地震作用下车辆轨道相互作用和高速铁路地震预警阈值研究

地震作用下车辆轨道相互作用和高速铁路地震预警阈值研究

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作者：李昊北京交通大学

学位级别：博士

中国高速铁路快速发展,运营里程不断增加,目前已超过2万公里,到2025年,高速铁路里程将达到3.8万公里,可覆盖大多数大城市。高速铁路的防震减灾问题一直备受重视,主要涉及到两个层次的问题:一是保证基础设施满足抗震设防的要求,目前已有... 详细信息

中国高速铁路快速发展,运营里程不断增加,目前已超过2万公里,到2025年,高速铁路里程将达到3.8万公里,可覆盖大多数大城市。高速铁路的防震减灾问题一直备受重视,主要涉及到两个层次的问题:一是保证基础设施满足抗震设防的要求,目前已有较成熟的设计标准;二是在基础设施安全的条件下地震时列车的运行安全问题,目前还未能形成有效可靠的解决方案。为解决地震对高速铁路运行安全的威胁,除了进行高速铁路结构的抗震设计外,日本等国家采取了地震预警的方法,当预测的地震动达到一定阈值时,对高速铁路进行减速或停车控制,以减少损失。我国部分高速铁路在建设过程中,已经预先设置了地震监测模型,以备地震预警使用,但我国在地震预警方面的研究刚刚起步,可参照的经验较少,相关参数如地震预警阈值等的合理性有待进一步的研究和验证。高速铁路地震预警系统主要包括3方面的内容:第一是预测预警目的地的地震动强度,主要涉及利用早期监测到的较小的先达地震动预测预警目的地后续破坏性地震动的大小;第二是确定地震作用时目的地的地震动预警阈值,与地震作用下列车的运行安全性密切相关;第三是预警信息的传输、发布和控制方法,主要包括传输发布的技术途径、控制策略和控制方式。本文主要研究第二个问题,即高速铁路地震预警阈值的确定以及相关的地震作用下高速铁路轮轨动力响应分析等问题。主要完成工作和相关结论如下:(1)通过车辆-轨道模型振动台试验,对地震作用下车辆-轨道模型的动力响应及其脱轨机理进行分析。试验研究表明导致列车脱轨的主要原因是地震作用使轨道结构发生大幅的水平向振动,引起车轮发生水平向晃动,促使左右轮、轨交替分离,致使车辆发生侧向滚摆运动最终造成脱轨,基于上述脱轨原因,说明地震作用下除了应考虑脱轨系数、轮重减载率等脱轨评判准则外,还可以将车轮抬升量、轮轨相对位移作为脱轨评判准则;对车辆-轨道模型施加实测地震波时,将不同工况下的各轮轨动力响应指标峰值进行提取分析,发现人工波作用下的车辆-轨道模型的各轮轨动力响应值最为显著,初步推断是因为车辆-轨道模型水平向的自振频率与人工波的卓越频率最为接近,从而导致人工地震波作用下的各轮轨动力响应指标最大;对车体同时施加水平向和垂向地震波的试验结果与单独施加水平向地震波的试验结果基本一致,由此说明地震过程中,对车辆-轨道系统的动力响应影响较大的为水平向地震波,垂向地震波对其影响较小。(2)建立车辆-轨道动力学数值模型,并将车辆-轨道数值模型的分析计算结果与车辆-轨道模型振动台试验结果进行了对比分析。表明数值模拟计算结果与试验结果基本一致,表明数值模拟计算结果可靠;通过数值模拟研究了地震波频率特性对列车行驶的影响,发现当地震波的卓越频率与车体的水平向自振频率接近时容易产生共振,危害较大,因此在进行车辆轨道设计时,尽量使车体的侧滚自振频率避开低频区;当路基的高度(0～3.6m)范围内变化时,地震波对列车的车轮抬升量、轮轨水平向接触力和轮轨垂向接触力响应值的波动影响不大。(3)基于车辆-轨道动力学原理建立了考虑轨道不平顺的多刚体车辆-轨道三维有限元计算模型,分别研究了当考虑轨道不平顺时地震情况下车速对列车轮轨动力响应的影响。其中轨道不平顺主要采用美国轨道不平顺谱,采用傅里叶逆变换法对功率谱函数进行数值模拟,并利用MATLAB编写代码绘出美国六级轨道线路谱,最终通过编写ABAQUS子程序的方法实现在车辆-轨道动力学三维模型中对轨道快速施加轨道不平顺谱。计算结果表明,如果不考虑轨道不平顺,地震情况下车速的变化对车辆的轮轨动力响应影响较小,将各个曲线与静态的车辆-轨道模型振动台试验进行对比,发现其与试验结果基本吻合,说明地震作用下列车静止状态时的轮轨动力响应与列车在光滑轨道上匀速运行时的轮轨动力响应较为接近,从而可以将地震作用下列车的静止状态近似看成列车在光滑的轨道上匀速运行的状态;当考虑轨道不平顺时,地震波加速度峰值为0.1g、轨道不平顺波长范围在(0.5m～80m)、车辆行驶速度范围在100km/h到300km/h之间时,列车速度的增加虽对各脱轨指标响应峰值有一定的影响,且随车速呈线性增长趋势。当考虑轨道不平顺时,列车速度为300km/h,El-Centro地震波加速度峰值为0.04g时,车辆-轨道系统的轮重减载率即达到0.6567,超了规范中规定的轮重减载率安全限值0.65,因此可以考虑将0.04g作为高速铁路地震预警阈值。但仅通过研究一条地震波作用下的车辆轮轨动力响应是远远不够的,应该研究大量的不同地震波作用下的车辆轮轨动力响应。同时利用车辆-轨道数值计算模型,对地震情况下车辆-轨道数值模型进行动力响应计算分析,发现可以将地震作用下列车运行状态看做为列车在不平顺的轨道上运行和地震作用下列车在平直的轨道上运行这两种状态的叠加。(4)提出了确定地震预警阈值的新思路。将这

关键词：地震激励地震预警阈值车辆-轨道模型振动台试验随机振动脱轨系数轮重减载率车轮抬升量

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曲线上轨道缺陷对高速列车安全性的影响

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铁道建筑 2018年第5期58卷 106-110页

作者：赵鑫孙丽霞姚建伟孙加林中国铁道科学研究院北京100081 中国铁道科学研究院铁道科学技术研究发展中心北京100081

应用多刚体动力学软件建立列车-轨道耦合动力学模型,研究8辆编组的CRH380B型高速列车通过有轨道缺陷存在的S形曲线时的安全性。分析工况为在缓和曲线区段、圆曲线区段和夹直线区段设置轨距突变、三角坑以及两者组合缺陷。研究结果表明:... 详细信息

应用多刚体动力学软件建立列车-轨道耦合动力学模型,研究8辆编组的CRH380B型高速列车通过有轨道缺陷存在的S形曲线时的安全性。分析工况为在缓和曲线区段、圆曲线区段和夹直线区段设置轨距突变、三角坑以及两者组合缺陷。研究结果表明:轨道缺陷的类型及其所在的位置对高速列车通过曲线时的安全性有影响;缓和曲线和圆曲线区段的轨距突变和三角坑缺陷幅值为5 mm时,高速列车以最高限速通过轨道缺陷位置时,脱轨系数和轮重减载率均超限。

关键词：轨道缺陷高速列车仿真分析曲线脱轨车轮抬升量脱轨系数轮重减载率

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车辆－轨道耦合动力学在脱轨分析中的应用

车辆－轨道耦合动力学在脱轨分析中的应用

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作者：杨春雷西南交通大学

学位级别：硕士

列车脱轨是危及铁路行车安全的重大事故。列车脱轨是许多综合因素造成的，是车辆子系统和轨道子系统相互耦合作用产生的结果。研究车辆脱轨的内在机理，分析脱轨事故发生的确切原因，防止脱轨事故的再次发生，保证铁路运输安全是国内外... 详细信息

列车脱轨是危及铁路行车安全的重大事故。列车脱轨是许多综合因素造成的，是车辆子系统和轨道子系统相互耦合作用产生的结果。研究车辆脱轨的内在机理，分析脱轨事故发生的确切原因，防止脱轨事故的再次发生，保证铁路运输安全是国内外铁路科技工作者一直追求的目标。我国目前仍主要以脱轨系数、轮重减载率等指标进行脱轨分析和评判，存在一定的局限性和不确定性。本文基于车辆-轨道耦合动力学理论，采用货车-轨道空间耦合模型，以轮轨空间接触几何关系为核心，针对现行脱轨评判准则存在的一些不足，提出了以轮轨接触点位置作为车辆脱轨仿真分析时的直观指标，并采用车轮抬升量和轮轨接触点为脱轨评判准则，进行了C62货车的直线和曲线运行仿真分析。论文重点分析了车辆运行速度、轮轨摩擦系数、车辆载重、轨道几何不平顺、偏载、轨距大小、车轮踏面形状等因素对脱轨的影响。文中结合现阶段我国大力推广使用的转8AG转向架，对装用此转向架的C64A货车和装用转8A转向架的C62货车进行了详细的直线和曲线脱轨仿真对比分析，结果表明，对原转8A转向架加装交叉支撑拉杆装置、使用双作用弹性滚子旁承后，其直线抗脱轨性能明显改善，而曲线通过能力基本相当。根据以上的分析，结合铁路运营实际，论文最后提出了现阶段我国预防列车脱轨的一些基本对策，并就脱轨研究方向提出了自己的设想。

关键词：车辆-轨道耦合动力学脱轨脱轨评判准则车轮抬升量轮轨接触点脱轨预防

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横风作用下的列车-轨道系统随机分析方法

横风作用下的列车-轨道系统随机分析方法

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作者：唐成龙中南大学

学位级别：硕士

列车-轨道耦合系统是一个强随机性动力学系统,轨道不平顺和风荷载等激励的随机性造成了系统响应也具有极强的随机性,传统的单个样本或若干个离散样本的确定性分析难以准确反映列车-轨道系统的随机特性。因此,寻求一种高效准确的随机分... 详细信息

列车-轨道耦合系统是一个强随机性动力学系统,轨道不平顺和风荷载等激励的随机性造成了系统响应也具有极强的随机性,传统的单个样本或若干个离散样本的确定性分析难以准确反映列车-轨道系统的随机特性。因此,寻求一种高效准确的随机分析方法研究列车-轨道系统在横风作用下的随机振动响应,可以更加合理的评估列车的动态性能。本文的主要研究工作和结论如下:(1)基于有限元方法,运用弹性系统动力学总势能不变值原理和形成系统矩阵的“对号入座”法则建立了可以考虑轮轨相互脱离的列车-轨道空间非线性耦合模型。采用数论选点法中的gp集合法生成多维超立方体点集,通过筛选和伸缩变换得到代表性点集。结合生成的代表性点集,采用随机谐和函数方法和谐波叠加法分别模拟得到随机轨道不平顺样本和脉动风速时程样本作为系统的激励源。而后采用分离系统的交叉迭代算法和逐步积分方法求解列车-轨道系统的动力学方程得到确定性响应。(2)根据所关注的系统响应及其导数项建立系统的广义概率密度演化方程,采用TVD格式的双边差分方法求解得到所关注响应的概率信息。将PDEM方法计算得到的计算结果与MCM方法进行对比,验证了概率密度演化方法用于双重随机因素下的列车-轨道系统随机振动分析的可行性、准确性和高效性。(3)建立了横风作用下的列车-轨道系统可靠度分析方法,以保证概率95%为例,分析了平均风速对列车运行安全性的影响,其中运行安全指标采用轮重减载率、倾覆系数、脱轨系数、车轮抬升量、轮轨相对横移量等。算例表明,随着平均风速的增加,列车运行指标增加,列车在车速300 km/h、平均风速为25 m/s时车轮抬升量超限,列车运行安全性难以保证。图92幅,表18个,参考文献96篇

关键词：横风作用概率密度演化理论列车-轨道空间振动耦合模型双重随机因素倾覆脱轨车轮抬升量

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基于载荷辨识技术的轨道-车辆系统状态安全综合评判

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中国铁路 2017年第10期 11-15页

作者：孙善超刘金朝中国铁道科学研究院基础设施检测研究所北京100081

随着我国高速铁路的快速发展,如何对轨道-车辆安全运行状态进行评判是一个复杂课题。结合动力学仿真及数据分析,提出基于轮对抬升量及脱轨系数的综合指标对轨道-车辆安全运行状态进行实时监测、评估。考虑到车轮抬升量不好获取的问题,... 详细信息

随着我国高速铁路的快速发展,如何对轨道-车辆安全运行状态进行评判是一个复杂课题。结合动力学仿真及数据分析,提出基于轮对抬升量及脱轨系数的综合指标对轨道-车辆安全运行状态进行实时监测、评估。考虑到车轮抬升量不好获取的问题,基于载荷辨识技术,提出车轮抬升量的辨识方法并提出整套轨道-车辆安全运行状态监测、评判流程。基于评判流程对轨道-车辆的安全运营状态进行初步评估。

关键词：车辆安全运行状态接触参数辨识车轮抬升量安全综合评判

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