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不同重车重心高度的货车通过小半径曲线的安全性研究

作　者: 杜颖
导　师: 刘作义
学　校: 北京交通大学
专　业: 交通运输规划与管理
关键词: 小半径曲线脱轨系数轮重减载率重心限制高度货物重心偏移
分类号: U270.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

由于我国铁路运输向重载化方向发展,车辆重心高度将会产生很大变化。货物重心在车辆上的位置是否合理直接影响到车辆运行稳定性。我国现行《铁路货物装载加固规则》规定重车重心高度超过2000mm时必须限速,货物重心偏离车辆纵中心线不得超过100mm,系引用20世纪50年代以前的标准,不能满足目前我国铁路的运输需求。货车在通过小半径曲线并在进出曲线时,由于外轨超高降低、外侧轮减载,从而增加了对车辆安全的不利影响。一方面,我国关于重车重心限制高度和货物重心容许横向偏移量的标准过于保守,不能满足提速后的运输需求,另一方面,车辆在小半径曲线上运行容易出现脱轨事故,小半径曲线是不利的线路工况,因此,研究在不同装载工况下车辆通过小半径曲线安全性,已成为保证提速后重车运输安全的亟待解决的问题。本文首先介绍了国内外的相关研究现状,从线路状态、车辆结构和运用情况三个角度分析了影响车辆运行安全的主要因素,从被试车辆、试验运行线路工况和试验运行方案三个方面对试验设计进行了描述,对不同装载工况的装载加固方案进行了说明和计算。然后引入脱轨系数模型和轮重减载率模型,根据大量试验数据,运用车辆动力学的研究方法,分别探讨了货车在不同速度、装载工况和曲线半径下,通过小半径曲线的脱轨系数和轮重减载率。最后得出结论,货物重心在纵向或横向产生偏移为不利装载工况；在速度较小时,脱轨系数和轮重减载率较大；提出了建议制定的货车通过小半径曲线的安全标准。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-12
1 概述  12-16
  1.1 研究意义  12-14
  1.2 国内外研究现状  14-16
2 影响列车运行安全的因素  16-20
  2.1 线路状态  16-17
  2.2 车辆结构  17
  2.3 运用情况  17-20
3 试验设计  20-24
  3.1 车辆主要技术参数  20
  3.2 车辆运行线路工况  20-21
  3.3 试验列车运行方案  21-24
4 被试车装载加固方案与加固强度计算说明  24-36
  4.1 重车重心高2300mm均衡装载运行试验  24-26
    4.1.1 装载加固方案  24-25
    4.1.2 重车重心高  25
    4.1.3 超限计算  25
    4.1.4 一端方钢与其钢支架的加固强度计算  25-26
    4.1.5 每垛方钢需要加固装置承受的力  26
  4.2 重车重心高2300mm纵向偏载运行试验  26-28
    4.2.1 装载加固方案  26-27
    4.2.2 重车重心高  27-28
    4.2.3 两转向架负重差  28
  4.3 重车重心高2400mm纵向偏载运行试验  28-30
    4.3.1 装载加固方案  29-30
    4.3.2 重车重心高  30
  4.4 重车重心高2500mm纵向偏载运行试验  30-32
    4.4.1 装载加固方案  30-31
    4.4.2 重车重心高  31-32
  4.5 重车重心高2400mm纵向横向偏载运行试验  32-36
    4.5.1 装载加固方案  32-33
    4.5.2 重车重心高  33-34
    4.5.3 横向偏移量计算  34-36
5 货车通过小半径曲线的脱轨系数  36-62
  5.1 脱轨系数概述  36-44
    5.1.1 根据车轮作用于钢轨的横向力Q评定车辆脱轨稳定性  36-37
    5.1.2 根据构架力H评定轮对抗脱轨稳定性  37-39
    5.1.3 脱轨模型的建立  39-41
    5.1.4 列车通过曲线的脱轨系数模型  41-44
  5.2 货车通过小半径曲线的脱轨系数分析  44-55
    5.2.1 重车重心高2300mm均衡装载运行试验  44-46
    5.2.2 重车重心高2300mm纵向偏载运行试验  46-48
    5.2.3 重车重心高2400mm纵向偏载运行试验  48-51
    5.2.4 重车重心高2500mm纵向偏载运行试验  51-53
    5.2.5 重车重心高2400mm纵向横向偏载运行试验  53-55
  5.3 货车通过小半径曲线的脱轨系数的安全性评价  55-62
    5.3.1 不同线路工况的脱轨系数分析比较  55-57
    5.3.2 不同速度级的脱轨系数分析比较  57-61
    5.3.3 脱轨系数的安全性评价  61-62
6 货车通过小半径曲线的轮重减载率  62-88
  6.1 轮重减载率概述  62-69
    6.1.1 轮重减载率的计算与评定  62-63
    6.1.2 不同因素引起的轮重减载率的计算  63-68
    6.1.3 不同线路工况下轮重减载率的数学模型  68-69
  6.2 货车通过小半径曲线的轮重减载率分析  69-80
    6.2.1 重车重心高2300mm均衡装载运行试验  69-71
    6.2.2 重车重心高2300mm纵向偏载运行试验  71-73
    6.2.3 重车重心高2400mm纵向偏载运行试验  73-75
    6.2.4 重车重心高2500mm纵向偏载运行试验  75-78
    6.2.5 重车重心高2400mm纵向横向偏载运行试验  78-80
  6.3 货车通过小半径曲线的轮重减载率的安全性评价  80-88
    6.3.1 不同线路工况的轮重减载率分析比较  80-82
    6.3.2 不同速度级的轮重减载率分析比较  82-86
    6.3.3 轮重减载率的安全性评价  86-88
7 研究结论  88-90
  7.1 研究结论  88
  7.2 研究展望  88-90
参考文献  90-92
作者简历  92-96
学位论文数据集  96

不同重车重心高度的货车通过小半径曲线的安全性研究

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