【摘 要】
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限界是轨道车辆安全行驶的重要保障,其计算复杂。随着我国轨道交通事业的高速发展,仅仅考虑静态限界校核已经不可靠。另外,近年来我国出口的轨道交通车辆日益增多,由于各地区各行业使用车辆的不同,国内外限界计算方法比较多,所以限界计算方法的选取也十分关键。本课题对车辆限界计算方法的研究具有重要意义。本文研究限界计算方法在国内外的发展状况,对限界计算需要考虑的因素及其分类进行归纳,对目前最具代表性的限界计算标
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限界是轨道车辆安全行驶的重要保障,其计算复杂。随着我国轨道交通事业的高速发展,仅仅考虑静态限界校核已经不可靠。另外,近年来我国出口的轨道交通车辆日益增多,由于各地区各行业使用车辆的不同,国内外限界计算方法比较多,所以限界计算方法的选取也十分关键。本课题对车辆限界计算方法的研究具有重要意义。本文研究限界计算方法在国内外的发展状况,对限界计算需要考虑的因素及其分类进行归纳,对目前最具代表性的限界计算标准进行分析,在此基础上选择UIC505标准、《地铁限界标准》(CJJ/T96-2018)和动力学方法对某B2型地铁车辆进行限界计算。首先依据UIC505标准计算该车的车辆限界;其次,根据《地铁限界标准》(CJJ/T96-2018)对其计算车辆动态包络线限界;然后利用动力学方法研究其动态限界;最后对三种方法综合比较分析。具体工作如下:(1)基于UIC505标准,利用动态基准轮廓线、横向缩减量和车辆设计轮廓之间的关系,结合垂向位移,求出基于该标准下车辆最大允许制造限界和车辆运动参考轮廓;(2)根据《地铁限界标准》(CJJ/T96-2018),利用MATLAB软件编辑计算程序,计算车辆在直线区间、过站和停站开门三种工况下的车辆动态包络线限界;(3)基于动力学方法,根据该车动力学参数表构建车辆模型。计算车辆受不同横风风速作用以不同车速运行在直线路段轮廓控制点的动态偏移量,分析横风风速和速度对动态偏移量的影响,并结合静态偏移量求取车辆的动态限界,最后对三种限界计算方法和结果对比研究。三种方法对比分析得出:三种限界计算方法有各自的优缺点。UIC505标准中偏移量的计算可以考虑车辆在直线和曲线以及计算截面上的比较和选取,但没有考虑风的影响;《地铁限界标准》(CJJ/T96-2018)中不考虑曲线的情况,但包含较多随机因素的计算。两种标准中考虑因素相对比较全面,计算方法偏复杂,所以计算结果相对偏于保守,更加接近极限状态。动力学方法得到的是车辆在风力作用和线路随机振动下的动态限界,更加贴近车辆实际的运动状态。仿真时由于无法考虑制造偏差、游隙等因素,可以将这部分因素通过后期数据处理时加上,从而弥补这方面的不足。
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