基于制动系统仿真的两万吨列车纵向动力学分析

论文摘要

本文针对我国大秦线两万吨重载列车运用过程中出现的断钩及磨损严重的问题,开展两万吨重载列车纵向动力学研究。首先建立一个列车纵向动力学分析模型,给出纵向动力学分析公式中各参数的计算方法,包含牵引力、动力制动力、闸瓦摩擦系数、运行阻力、坡道阻力。特别针对引起列车纵向冲动的主要因素——制动特性等速假定带来的问题,使用仿真方法仿真计算出各种编组条件下、各种制动工况的制动特性。以单车碰撞试验数据为基础计算,求出三种缓冲器特性,再将各种缓冲器应用在列车纵向动力学计算中。仿真了两万吨列车各种情况下纵向动力学特性,编组考虑了1+2+1,2+0+2,2+2+0三种情况,制动考虑了最大减压量常用制动和紧急制动,缓冲器考虑了HM-1、HM-2、MT-2三种缓冲器。利用仿真结果分析了HM-1缓冲器在三种编组情况下,常用制动和紧急制动情况下的车钩力受力特点及分布规律,给出了最大车钩力发生位置。2+0+2编组情况下最大车钩力分布是以前部受压,后部受拉为主要特点,最大车钩力发生在列车的1/4和3/4处。1+2+1编组列车在受力特点上与两个2+0+2编组列车相近。从车钩力看,最佳编组情况是1+2+1编组,其次是2+0+2编组,2+2+0编组最差。对无牵引杆和有牵引杆两种情况下的车钩力进行了分析。对三种缓冲器在各种工况下的车钩力进行了比较研究。该工作为缓冲器评价提供参考,为正确的选择列车编组与列车操纵提供依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 绪论
• 第一章 列车纵向动力学仿真模型
• 1.1 机车模型
• 1.1.1 HXD3型机车牵引制动特性
• 1.1.2 HXD1型机车牵引及制动特性
• 1.1.3 HXD2型机车牵引及制动特性
• 1.1.4 运行阻力
• 1.2 车辆模型
• 1.2.1 制动缸压力
• 1.2.2 闸瓦摩擦系数
• 1.2.3 车辆运行阻力
• 本章小结
• 第二章 列车制动特性
• 2.1 1+2+1编组
• 2.2 2+0+2编组
• 2.2 2+2+0编组
• 本章小结
• 第三章 仿真结果的有效性
• 3.1 HM-1缓冲器特性
• 3.2 MT-2缓冲器特性
• 3.3 HM-2缓冲器特性
• 本章小结
• 第四章 HM-1缓冲器在各种编组情况下的车钩力
• 4.1 1+2+1编组
• 4.1.1 常用制动
• 4.1.2 紧急制动
• 4.2 2+0+2编组
• 4.2.1 常用制动
• 4.2.2 紧急制动
• 4.3 2+2+0编组
• 4.3.1 常用制动
• 4.4 HM-1型缓冲器三种编组条件下的受力比较
• 4.4.1 常用同步比较
• 4.4.2 常用滞后比较
• 4.4.3 紧急同步比较
• 本章小结
• 第五章 牵引杆影响
• 5.1 1+2+1编组列车
• 5.2 2+0+2编组
• 5.3 2+2+0编组
• 本章小结
• 第六章 三种缓冲器的比较研究
• 6.1 1+2+1编组
• 6.1.1 C80B无牵引杆,常用制动
• 6.1.2 C80B无牵引杆,紧急制动
• 6.2 2+0+2编组
• 6.2.1 C80B无牵引杆,常用制动
• 6.2.2 C80B无牵引杆,紧急制动
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢