列车运行时分力学模型的建立与仿真.pdfVIP

文章编号 ：1003一t421(2010)1l—o09O一05 中图分类号：U260．13l 文献标识码 ：B 列车运行时分力学模型的 建立与仿真 颜保凡 ，郭垂江 ，廖 勇 (1．湖南铁路科技职业技术学院 运输管理系，湖南 株洲 412000；2．西南交通大学 交通运输学院 四川 成都 610031) 新建铁路或既有线 改造 时 ，需验证线路平纵断面是 IJ一否满足设计通过能力和列车安全运行的要求，但不 具备列车牵 引试验 的条件 ，可用列车运行时分计算 (列车 摘 要 ：为 了建立列车运行时分计算 牵 引计算)替代 ，通过仿真获得 比较精确的数据 。在实践 的仿真 力学模 型 ，比较不 同模 型对 计 中，列车力学模 型对计算结果的影 响 ，不 同的专家看法不 算结果 的影 响，分别采用单质 点列车 一 。 一 些专家认为 ，单质点列车力学模型具有易于建模和 力学模 型和 多质 点列车力学模 型 ，通 良好的数学特性 ，特别是列车 自动计算的算法易于实现 ， 过对 列车运行 过程 中受 力 的动态 分 并且对 区间运行时分的影响不大 。另一些专家认为 ，单质 析 ，得到 2种模 型 的列车运 行数据 。模 点列车力学模型不能如实反映列车运行过程中受力的动态 拟仿真说 明，多质 点列车力学模 型较 变化 ，计算结果偏差较大 ，因此提倡多质点列车力学模 好地考虑 了列车长度 ，附加 阻力的变 型。以下对列车运行模拟 中的单质点和多质点列车力学模 化是连续 的，列车速度 曲线平滑 ，符 型给 出各 自的数学模 型，通过模拟仿真分析不 同模型对列 合列车实际运行状况。 车运行的影 响。 关键词 ：铁路 ；列车运行时分 ；力学 1 单质点列车力学模型 模型 ；仿真 计算 单质点列车 力学模型将整列车视为一个刚性 的质点 ， RI~E ¨期 列车运行时分力学模型的建立与仿真 颜保凡 等 忽略 了列车 的长 度和车辆 之 间的相互作 用力 ，当列 N／kN； 为 常用制 动系数 ；W。为列车 的单位基本 阻 车跨越变坡 点 (曲率变化点)时 ，列车的附加 阻力发 力 ，N／kN；g为重力加速度 ，m／s； 为列车的换 生突变 。如 图1所示 ，列车进入坡 段AB， 自A点到 算质量 ，t；M 为列车的质量 ，t；G。为转动惯量常 坡段末端B点列车受到的单位附加 阻力均为 。当 数 。 列车越过变坡 点B后 ，列车 的单位 附加 阻力 由i 单 质点列车力学模型中的列车运动学方程为 口： 突变 到 i。，一直 保持 到 c点 出坡 。简化 的单 质点 △t 30(v2—1，1)／c (4) 列车 力学模 型偏 离 了列 车真 实 的纵 向力学特 性 ， As===4．17(v2一v1)／c (5) 不能精确地反映列车在运行过程 中力学 的动态变 式 中：v为列车的初速度 ，km／h；v为列车 的末速 化 。但 由于在分析计算过程 中其计算量小 ，易于 度 ，km／h；Af为列车 由速度v运行到v的时间， 操作和利于 图解等特 点 ，在手工作业和 电算初期 S；AS为列车 由速度v运行到 1，的距