大轴距电动平车曲线通过性能研究.pdf

机械设计与制造
第8期
140
Machinery Design & Manufacture
2014年8月
大轴距电动平车曲线通过性能研究
王展,马卫华,罗世辉,郭超2
(1.西南交通大学牵引动力国家重点实验室,四川成都610031;2.济南铁路局青岛动车所,山东青岛26600
摘要:铁路车辆不仅应具有良好的高速运行平稳性,而且还应有优秀的曲线通过能力。针对大抽距铁路エ程车辆普遍
存在的曲线通过性能较差现象,以某型铁路施工的专用电动平车为例,并利用多体动力学软件 SIMPACK建立车轨耦合
动力学模型,计算在牵引工况下通过300m半径曲线,自行工况下通过小半径曲线和12号道盆时的动力学性能,分析平
车的曲线通过性能。计算结果表明:牵引工况下通过R300曲线时粘着系数随速度的增大而减少,滑力同步增大,导致
轮轨磨耗加剧;自行工況下前后两个轮对轮轴受方向相反的同步横向冲去。
关键词:电动平车;动力学性能;小半径曲线;曲线通过性能;道岔
中图分类号:1H16文献标识码:A文章编号:1001-3997(2014)08-0140-03
Study on Curve-passing Performance of the Electric Flatcar
WANG Chen! MA Wei-hua. LUO Shi-huil, GUO Chao?
(1. Traction Power State Key Laboratory, Southwest Jiaotong University, Sichuan Chengdu 610031
2.The Qingdao EMU of Jinan Railway, Shandong Qingdao 266000, China
Abstract: Rail vehicles should not only have good high-speed running performance but also hae excellent curve passing
performance. Since the curving performance of railway wehicles with Large wheelbase is poor. Takes a certain type of railway
construction of special electric fa car for example. And establishes the vehicletrack coupling dynamics model with multibody
dynamics sofware SIMPACK Analyzes the cure passing dynamic peformance of the flatcar under traction conditions and
selfcondition. The results showe that the adhesion coeficient decreases aith the increasement of the speed while passing
300m curve under traction conditions. The creepforce synchronous increasement causes the rapid development of wheel/rail
wear. The synchronous transverse impacts of the front and rear wheelsets are in the opposite direction under self conditions
Key Words: Electric Flatcar; Dynamic Behavior; Sharp Curve; Curve-passing Performance; Turnout
1引
传统转向架的轨道车辆差别较大,因此有必要进行专门研究。
在我国铁路线路中曲线线路占有很大比例,特别是山岳地2模型分析
区曲线半径小,坡度大,在运行过程中都会对车辆的动力学性能2.1车辆轨道动力学模型
有一定的影响叫。田光荣、张卫华等研究了曲线线路不同区段转折
ys-1?mm」
点上车辆动力学特性。王开云等基于机车车辆軌道耦合动力学
理论,仿真提速机车车辆通过不同曲线轨道时轮轨横向动态性
能,指出列车通过曲线时轮轨横向相互作用动力指标的最大峰值
leel Radius
均出现在圆曲线上。文献用 SIMIPACK软件建立副构架径向
20.000mm
转向架和交又支撑转向架的动力学模型,并对其进行仿真计算,
分析比较曲线半径、超高等曲线几何参数对两种转向架曲线通过
图1S1002UIC60轮轨几何接触关系
性能的影响。杜伟、金学松等模扠重载机车曲线内外轨摩撩系数
Fig.1 The Wheel-rail Geometry Contact of S1002/UIC60
的合理匹配关系,并且研究了内外轨酊摩擦系数的变化轮轨磨耗
为了研究电动平车的曲线通过性能,基于车/轨耦合理论,
的影响。
通过结构分析,结合所给参数运用 SIMPACK动力学计算软件建
而电动平车在满足传统车辆所必需的高速运行性能的同立了电动平车多体动力学模型,悬挂钢弹簧及垂向减振器均按实
时,在自行工况下还要满足小半径曲线、道岔线路的低速通过要际结构建模,并充分考虑了减振器、轮轨接触的非线性特性。模
求。加之电动平车结构上的特殊性:车辆为无转向架的两轴设型为18轴重的平车,包括1个车体、2个轮对、1个电机吊杆、1
计,轴距达到4m,较普通车辆轴距大的多,曲线通过特性与采用个牵引电机、4个轴箱、8个轴箱拉杆组成,包含37个自由度。计
来稿日期:2014-01-17
基金项目:国家自然科学基金(51005190);四川省科技计划项目(2012C70103);铁道部科技研究开发计划(2011J001-B
作者简介:王晨,(1987-),男,山东蘧菜人,硕士,博土研究生,主要研究方向:车辆系统动力学
罗世辉,(1964-),男,江西赣州人,博士,教授,主要研究方向:多体系统动力学