C62货车脱轨安全性探究.pdfVIP

荛奏辜器镕璧麓 中国煤炭学会第六届青年科技学术研讨会论文集 C62货车脱轨安全性研究 鹤岗矿务局铁路运翰部 吕玉琢王庆海 1前言 997 鹤岗矿务局现有货车359辆．其中C62货车有63辆，约占18“，从1990年至1 年间共发生纯脱轨事故6起，其中C62货车发生5起，占83％，这里所谓的纯脱轨事故有 丽种情况，一种是随着车轮的转动使轮缘逐渐爬上轨头而引起的脱轨，称为爬上钢轨；另 一种是当车辆承受过大的冲击载荷时，还有可能使车轮跳离钢轨而gl起脱轨，这种脱轨称 为跳上钢轨。爬上钢轨多数发生低速通过小半径曲线时，跳上钢轨则多数发生于高速运行 时。这些脱轨现象的发生跟运行速度、货物的装载状况及线路是直线还是曲线之间有何关 系，这些问题促使我们对C62货车的脱轨原医进行剖析。 列车脱轨以其复杂性和重要性，一直是铁路工作者的研究重点，几乎从世界铁路开始 运行之时起，对列车脱轨问题的研究也开始了，但迄今仍未完全解决。列车脱轨是多种因 素综合作用的结果，包括许多无法预料的偶然因素，但在分析脱轨事故时，总有许多规律 性的原因值得考虑。 本文试图以机车车辆系统动态仿真软件为工具，通过对C62货车建立动力学模型， 初步分析该车在直线上蛇行运动稳定性及曲线上的曲线通过性能，并研究C62货车装载 不合理对行车安全的影响。在货车的脱轨安全性研究中起抛砖引玉的作用。 2 C62货车动力学模型的建立 一般多刚体系统的第一类数学模型为 [M]{z)+[c]{T卜卜[K]{T)一F(1) 式中：肘——质量矩阵； K——刚度矩阵； c——阻尼矩阵。 大多数所研究的机车车辆系统模型比较简单，对这类系统．可以考虑用第二类拉格朗 日方程来建立上述第一类数学模型，并采用影响系数矩阵组装法来完成其数学模型的建 立‘u。假设所研究的车辆系统仅有弹性元件联接(如图1)，其自由度数目为一，则可以选用 n个广义坐标，m个弹性阻尼元件，这样方程(1)式就可以写成： M (2) i+A苫·C·Ac·口+A乏·K·Ax·q=FⅣ+Fc 式中：M、A。、A。——系统的惯性质量矩阵、阻尼传递矩阵和刚度传递矩阵； 凡，——非线性轮轨相互作用力以及由轨道不平顺引起的轮轨作用力； Fc——未平衡离心力{ 314 吕玉琢等 C62货车脱轨安全性研究 “一1][zⅢ1]——广义位移。 上述车辆系统建模的基本原理被广泛应用于机车车辆系统动力学分析软件中，而本 文对C62货车脱轨安全性的研究就是用基于这一原理的机车车辆系统动态仿真软件 (TPLDYNA)进行的。 C62货车转向架为转8A转向 表1 C62货车模型的自由度 架，为二个侧架一个摇枕组成的三大 自由度 纵向 横移 摇头 佣滚 浮沉 点头 件结构，采用一系中央悬挂，它的弹簧 车体 K 如 南 Zc 巩· 减振装置包括弹簧和摩擦契块减振 前摇枕 血I 器，轴箱悬挂采用导框式定位。为使计 后摇枕 妒№ 前侧架左 X5l yg 如1 gsl 以l 算更为合理，建模时考虑了尽可能多 前佣架右 Xs!Ysl 出1 gsl 如l 的系统自由度和非线性环节。C62货 后侧架左 X船 y目 如1 邑l 以t 车动力学计算模型如图1，自曲度如 后侧架右 Xs． Ysl 出1