鱼雷罐车通过小半径曲线的动力学性能分析

摘要

鱼雷铁水罐车是高炉和炼钢之间衔接的重要运输设备。铁水罐车具有载重量大、轴数多、结构复杂、对运行速度以及线路条件要求高的特点。铁水罐车能够短时间储存铁水，以协调炼铁与炼钢临时出现的不均衡的状态，必要时还可以在铁水罐车中进行脱硫、脱磷作业，以缩短钢水冶炼时间。
　　鱼雷铁水罐车运行的线路主要是以小半径曲线为主，而鱼雷铁水罐车通过这些小半径曲线比较困难，如果设计不当，将造成罐体倾覆、脱轨等安全事故。因此鱼雷铁水罐车的安全性受到人们的重视，而轮轨动态安全性主要体现在曲线通过，到目前为止关于鱼雷铁水罐车安全性能多是从静态曲线通过性能角度开展工作的，所以有必要对鱼雷铁水罐车通过小半径曲线时的动力学性能进行分析。
　　论文使用多体动力学软件SIMPACK，建立了320t鱼雷铁水罐车的动力学仿真模型，对鱼雷铁水罐车从几何曲线通过、动态通过平面曲线轨道以及编组通过联络线平纵断面的动力学性能进行了仿真分析。罐车的几何曲线通过主要是包括偏移量和车钩偏角的计算，分析结果表明鱼雷铁水罐车的车钩最大偏转角为11.15°，小于允许车钩偏角，满足稳态通过半径为15′m平面曲线的几何要求。鱼雷铁水罐车动态通过平面曲线轨道时，具有明显的轮轨动态相互作用，计算的各项动力学评价指标都符合TB/T17426-1998《铁道特种车辆和轨行机械动力学性能评定及实验方法》的规定。同时对比了机车+鱼雷铁水罐车以及机车+隔离车+鱼雷铁水罐车两种编组方式通过联络线平纵断面的动力学性能，结果表明:列车以速度15km/h通过曲线轨道时，在坡度为13.14‰与半径150m平面曲线轨道组合处，车钩纵向冲动较为明显，而其余平纵断面的车钩纵向力较小，轮轨安全性能指标均满足要求。对比分析有无隔离车条件下的鱼雷铁水罐车动力学性能后发现，相对无隔离车而言，有隔离车时，鱼雷铁水罐车车钩纵向冲动明显得到改善，轮轨横向性能指标有所增大，而轮轨垂向性能指标有所降低，且所有指标满足要求。对于隔离车，其配重对鱼雷铁水罐车性能的影响不大。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 鱼雷罐车的结构组成及类型

1．2．1 鱼雷罐车的组成

1．2．2 鱼雷罐车的分类

1．3 研究现状

1．4 论文的主要研究工作

第2章 鱼雷罐车动力学模型及分析标准

2．1 鱼雷罐车结构介绍

2．2 鱼雷罐车动力学模型

2．2．1 鱼雷罐车动力学模型介绍

2．2．2 罐车模型的自由度

2．2．3 鱼雷铁水罐车的轮轨接触几何关系

2．2．4 平纵断面参数输入

2．2．5 轨道不平顾

2．3 鱼雷罐车动力学性能评价方法

2．3．1 运行平稳性指标

2．3．2 稳定性和曲线通过性能指标

2．4 本章小结

第3章 鱼雷罐车稳态通过平面曲线几何关系计算

3．1 概述

3．2 鱼雷罐车稳态曲线通过的计算方法

3．2．1 偏移量的计算

3．2．2 连接车钧偏转角的计算

3．3 本章小结

第4章 鱼雷罐车动态通过平面曲线轨道时动力学性能分析

4．1 鱼雷罐车动力学性能

4．2 不同速度下的动力学性能

4．3 本章小结

第5章 鱼雷罐车编组通过平纵断面时的动力学性能研究分析

5．1 列车通过平纵断面动力学性能仿真分析模型

5．1．1 机车车辆动力学分析模型

5．1．2 平纵断面轨道模型

5．1．3 轨道不平顾

5．2 机车+鱼雷罐车编组通过平纵断面性能分析

5．3 机车+隔离车+鱼雷罐车编组通过平纵断面性能分析

5．4 有无隔离车条件下的鱼雷罐车动力学性能比较

5．5 隔离车配重对鱼雷罐车动力学性能影响研究

5．6 鱼雷罐车编组通过变坡点的安全性分析

5．7 本章小结

总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

攻读硕士学位期间参加的科研课题