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钢轨扣件失效对列车动态脱轨的影响

肖新标 金学松 温泽峰

肖新标, 金学松, 温泽峰. 钢轨扣件失效对列车动态脱轨的影响[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(1): 10-15.
引用本文: 肖新标, 金学松, 温泽峰. 钢轨扣件失效对列车动态脱轨的影响[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(1): 10-15.
XIAO Xin-biao, JIN Xue-song, WEN Ze-feng. Influence of Rail Fastener Failure on Vehicle Dynamic Derailment[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(1): 10-15.
Citation: XIAO Xin-biao, JIN Xue-song, WEN Ze-feng. Influence of Rail Fastener Failure on Vehicle Dynamic Derailment[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(1): 10-15.

钢轨扣件失效对列车动态脱轨的影响

基金项目: 

国家自然科学基金项目 50521503

教育部创新团队发展计划项目 IRT0452

全国百篇优秀博士学位论文作者专项基金项目 200248

详细信息
    作者简介:

    肖新标(1978-), 男, 广东阳春人, 西南交通大学工学博士研究生, 从事车辆动力学研究

  • 中图分类号: U213.42

Influence of Rail Fastener Failure on Vehicle Dynamic Derailment

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  • 摘要: 建立了非对称车辆/轨道耦合动力学模型, 分析轨道扣件失效对车辆动态脱轨的影响, 考虑离散轨枕支承对车辆/轨道耦合作用的影响, 通过假设轨道系统刚度沿纵向分布发生突变来模拟扣件组失效状态, 推导了考虑钢轨横向和垂向以及扭转运动的轮轨滚动接触蠕滑率计算公式, 利用Hertz法向接触理论和沈氏蠕滑理论计算轮轨法向力及轮轨滚动接触蠕滑力, 采用新型显式积分法求解车辆/轨道耦合动力学系统运动方程, 通过数值分析计算, 得到轮轨横垂向力之比、轮重减载率、脱轨危险状态的持续时间和轮对踏面上轮轨接触点位置的变化。连续5个钢轨扣件不同程度失效对列车动态脱轨的影响的数值模拟结果表明, 如果失效因子从0.8增大到1.0, 即钢轨扣件经历从接近完全松脱到完全松脱, 钢轨扣件失效对列车动态脱轨影响呈指数规律。

     

  • 图  1  车辆/轨道动力学模型

    Figure  1.  Vehicle-Track Dynamics Model

    图  2  钢轨的运动

    Figure  2.  Motions of Rail

    图  3  车辆/轨道激励模型

    Figure  3.  Vehicle/Track Excitation Model

    图  4  钢轨扣件失效位置

    Figure  4.  Location of Disabled Supporters

    图  5  脱轨系数曲线

    Figure  5.  Curves of Derailment Coefficients

    图  6  轮轨接触点曲线

    Figure  6.  Curves of Wheel/Rail Contact Points

    图  7  最大脱轨系数曲线

    Figure  7.  Curves of Maximum Derailment Coefficients

    图  8  轮轨接触点曲线

    Figure  8.  Curves of Wheel/rail Contact Points

    表  1  车辆自由度

    Table  1.   Freedom Degrees of Vehicle

    车辆部件 运动类型
    横向 垂向 侧滚 点头 摇头
    一位轮对 Yw1 Zw1 φw1 βw1 Ψw1
    二位轮对 Yw2 Zw2 φw2 βw2 Ψw2
    转向架 Yt Zt φt βt Ψt
    车体 Yc Zc φc - -
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  • 收稿日期:  2005-07-21
  • 刊出日期:  2006-03-25

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