铁路轨道方面检算.ppt

要使车轮不爬上钢轨：限制横向力 应有： 整理得： 称为车辆爬轨安全系数，简称脱轨系数 规定 我国高速列车的脱轨系数限值取0.8 脱轨系数 若P1P2，即使横向力H=0时，由于左侧车轮转向的摩擦力，仍可使左侧轮缘爬上钢轨 （3）根据轮重减载率评估车轮脱轨安全性 我国建议的轮重减载率安全指标 危险限度 允许限度 （4）车辆跳轨的横向水平力限值 国外规定 当轮轨之间横向水平力作用时间小于0.05s时，容许脱轨系数为： t - 轮轨间横向水平力作用时间 （5）轮轨间最大横向力的标准 道钉拨起，道钉应力为弹性极限的限度 道钉拨起，道钉应力为弹性极限的限度 线路严重变形的限度 木枕 混凝土枕 （5）轮轨间最大横向力的标准 轮轨横向力（kN) 轮轴横向力(构架力）(kN) 车轮平均力（kN) 左轮静荷载（kN) 右轮静荷载（kN 地面定点测试（在朔黄铁路） 考察万吨列车运行条件下，空、重列车（上、下行）通过S弯曲线的夹直线时的轨道结构动力学性能和列车运行稳定性。 地面定点测试 地面定点测试 地面定点测试 地面定点测试（垂直力和横向力） 提速试验时的评价实例（评价标准） 提速试验时的评价实例（沪宁线数据） CRH综合检测车 车辆倾覆系数 D 意义 评定车辆在侧向风力、离心力、横向振动惯性力的作用下是否会导致车辆倾覆。 定义 在线路容许最高速度下，倾覆的临界条件为 说明 虽然 D 定为 1，但是，当车体同一侧的车轮或同一台转向架一侧的车轮之 D ，同时达≥ 0.8时，认为有倾覆危险**。 **车辆倾覆的三种可能（有倾覆危险的情况）： 根据倾覆系数的定义，D≥1（单侧、单个车轮）; 车体同一侧的车轮之 D≥0.8（同时达到）； 同一台转向架一侧的车轮之 D≥0.8 （同时达到） 。 轨道动力学简介 1、连续支承梁轨道模型 2、弹性点支承梁轨道模型 3、轮轨系统模型 4、轮轨不平顺描述 5、常用动力仿真计算软件 1、连续支承梁轨道模型 2、弹性点支承梁轨道模型 3、轮轨系统模型 1.不平顺的时域描述 2.轨道谱 4、轮轨不平顺描述 轨道临界速度 轨道临界速度 在恒速移动作用下，当速度达到一定值时，轨道发生共振，对应的速度就是轨道的临界速度。 根据合力矩为零 联合解联立方程 瞬时转动中心与轮轨冲击角 轨道上的横向力为：反作用力 摩擦中心法(理论) 优点： 模型简单，计算方便，便于推广应用。 缺点： 车轮踏面为圆柱面的假定； 轮踏面与钢轨接触面的切向作用力均为滑动摩擦力； 未考虑轮对的偏载效应。 横向水平荷载作用下轨道结构静力计算 横向水平荷载作用在钢轨头部时，发生横向变形和钢轨倾斜(以钢轨底部中央为轴线的倾斜)。 这两种变形是相互耦合的，必须用联立方程式求解。 但是，经过严密的分析，了解到这种耦合关系是非常微弱的，即使分开来进行分析，也不致产生过大的误差。 横向水平荷载作用下轨道结构静力计算 双弹簧支承的连续弹性支承模型 公式推到及算例 见 中国铁道出版社《新轨道力学》P22-23 回顾 轨道横向受力分析 三种计算方法 摩擦中心理论（近似计算） 蠕滑中心理论 机车车辆非线型动态曲线通过理论 蠕滑中心法（理论） 在摩擦中心法基础上，作了重要改进： 采用了锥形踏面 计入轮对的偏载效应 引入蠕滑理论，并考 虑了蠕滑系数的非线性 vry ωrz vrx Ω0 蠕滑的基本概念 （一）蠕滑率和蠕滑力分析 在20世纪20年代由Carter首先认识并应用于轮轨 动力学中。 蠕滑：转向架通过曲线时，其轮对不可能总是实 现纯滚动，亦即车轮的前进速度不等于其滚动形成的 前进速度，车轮相对于钢轨会产生很微小的滑动。 蠕滑力：在轮轨之间接触面上存在的与轮轨弹性 变形相关的切向力。其方向总是与滑动的方向相反， 大小由蠕滑率确定。 蠕滑率：表示车轮实际滚动状态相对纯滚动状态 的偏离程度，实则为相对滑动率。 蠕滑的基本概念 蠕滑：介于纯滚动与滑动之间的一种轮轨相互作用。 纵向蠕滑率 γ1= (实际前进速度-纯滚动的前进速度)/由滚动形成的前进速度 = 前进速度差/由滚动形成的前进速度 横向蠕滑率 γ2= (实际横向速度-纯滚动的横向速度)/由滚动形成的前进速度 = 横向速度差/由滚动形成的前进速度 上式中的速度差称为蠕滑速度，当曲线几何参数 一定时，可由轮对在曲线上占有的几何位置来