铁路散粒运输漏斗车辆动压力研究

摘要

煤炭、粮食、矿石等散粒货物的运量约占我国铁路货运总量的近80％，且大部分散粒货物均通过漏斗车辆进行运输。散粒货物的性质与固态连续介质和液态流体的性质均不同，为了确保漏斗车辆在高速重载条件下的安全运行，本文围绕散粒货物在运输过程中对漏斗车的动压力展开深入的研究工作。
　　 本文以三维颗粒流程序PFC3D为计算平台，运用其内嵌FISH语言，建立漏斗车辆与散粒体仿真模型，并结合Matlab软件，分别编制颗粒生成过滤、漏斗底门开启、真实时间监测、冗余颗粒删除、车辆三维振动等子程序，综合形成漏斗车装载程序模块、卸载程序模块、车辆振动模块及调车冲击模块，实现了对漏斗车装载过程、卸载过程、运行过程中的振动及调车冲击的模拟，同时实时监测漏斗车各主要部件端墙、侧墙、漏斗底门、漏斗脊在多种不同颗粒、墙体摩擦因子下的压力分布规律及变化情况，并分析摩擦因子对漏斗车卸载过程及卸载时间的影响，得出了散粒体对漏斗车端墙压力基本呈三角形梯度分布、对圆弧包板式侧墙压力基本呈非对称式抛物线分布、位于漏斗车中部两组漏斗底门压力最大、散粒体摩擦系数与漏斗车墙体压力成反比关系、振动过程“结拱”被破坏，装载高度降低等结论，为今后铁路标准的进一步修改和完善提供有益的参考和依据。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景和意义

1．2 国内外研究现状及进展

1．3 本文研究内容、方法及目的

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究方法

1．3．3 研究目的

第二章 漏斗车辆与散粒体仿真模型的建立

2．1 漏斗车PFC模型的建立

2．1．1 车体组成部件的简化

2．1．2 漏斗车模型程序的开发

2．2 散粒体PFC模型的建立

2．2．1 散粒运动原理简介

2．2．2 散粒体模型的确定

2．2．3 散粒体模型程序的开发

2．3 本章小结

第三章 漏斗车装卸过程动压力研究

3．1 装卸过程的动态模拟

3．2 散粒体装卸程序的开发

3．3 装载阶段动压力分析

3．3．1 端墙载荷

3．3．2 侧墙载荷

3．3．3 底门动压力

3．3．4 漏斗脊动压力

3．3．5 摩擦因子的影响

3．4 卸载阶段动压力分析

3．4．1 颗粒速度场

3．4．2 端墙动压力

3．4．3 侧墙动压力

3．4．4 底门动压力

3．4．5 漏斗脊动压力

3．5 本章小结

第四章 漏斗车振动过程动压力研究

4．1 漏斗车三维振动程序的开发

4．2 振动阶段动压力分析

4．2．1 颗粒速度场

4．2．2 端墙动压力

4．2．3 侧墙动压力

4．2．4 底门动压力

4．2．5 漏斗脊动压力

4．3 本章小结

第五章 漏斗车调车冲击动压力研究

5．1 调车冲击动态模拟

5．2 漏斗车调车冲击程序的开发

5．3 冲击阶段动压力分析

5．3．1 端墙动压力

5．3．2 侧墙动压力

5．3．3 底门动压力

5．3．4 漏斗脊动压力

5．3．5 颗粒速度场

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 本文总结

6．2 体会及展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间参与项目情况