(6)第六章主要对本文内容进行总结,以及未来的展望。
图1.1基本流程框图
2车辆动力学性能评价方法
安全性、平稳性和曲线通过能力是车辆动力学性能的三大方面,对于铁道车辆动力学性能的评定标准而言不同的国家有不一样的评定指标,但是不同的国家在制定动力学的评价标准时也进行相互参考,因此,每个国家的评定方法也都有相似之处,我们国家铁路协会也根据情况,制定了自己的动力学评定标准。
2.1车辆运行稳定性评价指标
车辆运行的稳定性有脱轨和倾覆两个方面。爬轨、掉轨、跳轨是车辆的脱轨的三种方式,其中爬轨脱轨是车辆中常见的脱轨形式。人们通常用临界速度、脱轨系数、轮轨横向力、轮轴横向力等指标来评定车辆运行的平稳性。本文主要采用临界速度、脱轨系数、轮轨横向力、轮轴横向力这四个动力学评定指标。
1、蛇形运动临界速度由于车辆的轮对是一个踏面外形,当车辆在直线轨道运行时会产生蛇形运动。当车辆运行环境比较好时,车辆的临界速度是稳定的。当振动的幅度衰减的越快,此时车辆的稳定性就越高。当速度超过一定值后,振幅将不会衰减反而会不断扩大,此时车体就会出现剧烈振动,此时就会产生失稳现象。车辆由稳定状态过渡到不稳定状态时的速度为系统的临界速度为。一般都要求车辆蛇行运动的临界速度要远远大于它最高允许的运行速度。
2、脱轨系数脱轨形式一般有爬轨和跳轨这两种情况,当车辆低速运行时可能发生爬轨现象,当车辆高速行驶时,在车轮与轨道碰撞之间会发生跳轨现象。脱轨时轮轨间力的作用关系,见图2.1。
(a)脱轨临界状态时钢轨受力 (b)轮轨接触斑受力图2.1车轮脱轨临界状态作用力关系
脱轨系数定义为:式中,Q——车轮在轨道上的横向力;
P——车轮在轨道上的垂向力;
——车轮的轮缘角;
——轮轨间的摩擦系数。
由式1.1可见,脱轨系数临界值由与和一起决定。我国制定的脱轨系数表见表2.2。
表2.2我国脱轨系数安全限定值
指标 GB5599—1985 TB/T2360—1993 95J—L/M
第一限度 第二限度 良好 合格
脱轨系数 1.2 1.0 0.8 0.9 1.2
表2.2中有两个限度,第一个限度是我们规定的合格标准,而第二个限度是为了增大安全裕量的尺度而设置的。根据所研究的车型,我们可以选择符合规定的标准,即选取Q
/P≤0.8,亦即高速动车组的脱轨系数不能高于0.8。3、轮轨横向力
当线路环境不好时,会因为轮轨之间的横向力,把扣件损坏从而导致车辆脱轨。我国《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》(GB5599--1985)中规定:
式1.2中;Q——轮轨横向力;
Pst——车轮平均静载荷。4、轮轴横向力
轮轴的横向力是用来判断车辆在运行过程当中,会不会因为横向力过大,从而导致轨距扩宽或者线路发生破坏。根据我国《高速试验列车客车强度及动力学性能规范》(95J01—M)中规定,轮轴横向力评定值评定标准如下式1.3中,Q——轮轴横向力;